De uiteindelijke beslissingen worden genomen in de plenaire zittingen, waar alle 736 parlementsleden aanwezig zijn. Per jaar worden er twaalf plenaire vergaderperioden gehouden in Straatsburg (= 1 week per maand) en zes in Brussel.
In de plenaire vergadering wordt er gedebatteerd en gestemd over de afgeronde rapporten, die in de parlementaire commissies al goedgekeurd werden. Daarnaast komen ook de mededelingen van de Raad of de Europese Commissie en andere actuele kwesties in de Europese Unie of de internationale politiek aan bod. Zo worden zowel het Voorzitterschap van de Raad als de Europese Commissie hier door de leden van het Europees Parlement aan de tand gevoeld
De plenaire zitting wordt geleid door de voorzitter die om de 2,5 jaar verkozen wordt. De huidige voorzitter is Jerzy Buzek (EVP fractie, voormalige premier van Polen).