Фамилия Плумэ — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение почти наверняка не исконно славянское. В русском языке нет корня «плум-» со значением, которое могло бы стать прозвищем или профессией. Поэтому первая и основная версия — заимствование из французского или английского.

Французское слово plume означает «перо». В этом случае фамилия Плумэ могла быть прозвищем писаря, переписчика, поэта или человека с лёгким, «перьевым» почерком. В России XVIII–XIX веков французский язык был языком дворянства и образованных кругов, так что фамилия могла появиться у гувернёра, учителя, художника или чиновника, который получил прозвище по роду занятий. В английском plume — то же «перо», но также «султан» (украшение на шляпе), что могло указывать на человека, носившего такой головной убор.

Вторая, менее вероятная, но возможная версия — искусственное происхождение. В семинарской среде было принято давать будущим священникам звучные фамилии, образованные от латинских или греческих слов. Латинское pluma — «перо», «пух» — могло стать основой для фамилии выпускника духовной академии. Однако форма Плумэ с ударением на последний слог и с буквой «э» скорее указывает на французский источник, чем на латинский (где было бы Плумов или Плумин).

Фамилия не имеет суффикса -ов, -ин, -ский, что сразу выводит её за пределы массовой русской модели. Это так называемая «окаменевшая» форма, застывшая без изменений. Встречается она крайне редко, и её носители, скорее всего, сосредоточены в крупных городах или в среде потомков дворянства и интеллигенции. Никаких данных о крестьянском или купеческом происхождении фамилии Плумэ нет — это дополнительный аргумент в пользу её книжного, «кабинетного» возникновения.