П. С. Плешаков анализировал работы ведущих научно-исследовательских институтов Минобороны СССР по исследованию характера боевых операций и методам боевого применения систем и комплексов, разрабатываемых радиопромышленностью, и направлял работу генеральных и главных конструкторов по совершенствованию этих систем и комплексов и улучшению их тактико-технических характеристик. Так, после принятия на вооружение Советской армией зенитной ракеты системы С-300П он, вместе с генеральным конструктором НПО «Алмаз» академиком Б. В. Бункиным, вносит предложение о создании на той же базе самоходной системы С-300ПС с увеличенной вдвое дальностью. Одновременно он вносит предложение о проведении научно-исследовательской работы, результаты которой позволили начать разработку зенитноракетной системы С-400 — она недавно принята на вооружение Российской армии. После принятия на вооружение войсковой зенитной ракетной системы С-300В, вместе с генеральным конструктором НПО «Антей» академиком В. П. Ефремовым, вносит предложение о ее модернизации с целью обеспечения борьбы с баллистическими ракетами средней дальности типа «Першинг-2» и о создании в дальнейшем на ее базе нестратегической противоракетной обороны театра военных действий.
С целью проработки новых направлений создания вооружения и военной техники П. С. Плешаков создал в радиопромышленности Центральный научно-исследовательский институт радиоэлектронных систем. Одна из задач, поставленных Петром Степановичем перед институтом, заключалась в исследовании путей создания разведывательно-ударных комплексов, которые должны обеспечить разведку и управление оружием в единой системе координат и близком к реальному масштабе времени по уничтожению сил и средств противника до их боевого соприкосновения с нашими войсками. В результате этих исследований было принято предложение П. С. Плешакова о создании ряда разведывательно-ударных комплексов:
— по разведке и уничтожению авианосных ударных соединений и групп противника до выхода их в район боевых действий;
— по разведке и уничтожению излучающих целей противника (командных пунктов, средств радиоуправления оружием);
— по разведке и уничтожению бронетехники противника на марше и в местах сосредоточения;
— по разведке и уничтожению позиций артиллерии и систем реактивного залпового огня противника.
Вторая задача, поставленная П. С. Плешаковым, заключалась в исследовании путей резкого повышения эффективности танков. Учитывая, что обзор из танка ограничен по дальности (на среднеевропейском театре военных действий — не более 2,5 км), он предложил провести исследование путей построения системы управления вооружением танка совместно с вертолетной станцией разведки наземных целей и передачей этой информации на командирский танк, командир которого дает целеуказание танкам своего подразделения, что позволяет оптимизировать распределение танков по целям и применение ударного оружия и оружия активной защиты танка до их выхода на огневой контакт.
Тактико-технические требования, порядок и содержание этих опытно-конструкторских работ, задачи НИИ и КБ отрасли неоднократно обсуждались у Петра Степановича с участием заместителя министра обороны по вооружению генерала армии В. М. Шабанова и руководящего состава Главного ракетно-артиллерийского управления, Главного автобронетанкового управления, Главных управлений вооружений ВВС и ВМФ, с генеральными и главными конструкторами.
Большое внимание Петр Степанович уделял организации совместных работ с Министерством электронной промышленности СССР (министры А. И. Шокин, а с 1985 года — В. Г. Колесников). Главные технические управления этих министерств разрабатывали комплексно-ориентированные программы создания мощных электровакуумных СВЧ-приборов и серий микросхем, позволяющих разрабатывать радиоэлектронные устройства для станций, систем и комплексов. Тесные деловые отношения связывали его с другими министрами отраслей военно-промышленного комплекса — авиационной промышленности, общего машиностроения, среднего машиностроения, промышленности средств связи, оборонной промышленности, судостроительной промышленности и машиностроения.
Проработанные предложения П. С. Плешаков решительно и чаще всего успешно отстаивал в отделе оборонной промышленности ЦК КПСС, Госкомиссии по военно-промышленным вопросам Совмина СССР и Госплана СССР.