Né vers le 3 mars 1696 d'Armand-Jean du Plessis de Richelieu, duc de Richelieu et de Fronsac, pair de France († le 10 mai 1715) et d'Anne-Marguerite d'Acigné, baronne de La Rochejagu et de Grandbois († le 20 août 1698). Duc titulaire de Fronsac (13 mars 1696), puis duc de Fronsac et pair de France (11 février 1711/ 10 mai 1715) ; duc de Richelieu et pair de France (10 mai 1715) ; baron de La Ferté-Bernard et pair de France ; prince de Mortagne, marquis du Pont-de-Courlay, comte de Cosnac, baron de Barbezieux, de Cozes, de Saujon et de Chamadelle et seigneur de Coutras, (Levantal).

Petit-neveu du cardinal de Richelieu, il est également le filleul de Louis XIV.
Épouse en première noce [le 12 février 1711] Anne-Catherine de Noailles, dame de Marmiesse et de Saint-Cernin (dite « Mademoiselle de Sansac ») [† le 7 novembre 1716], fille cadette de Jean-Baptiste-François de Noailles, marquis de Montclard (dit « le marquis de Noailles »), maréchal de camp des armées du roi et lieutenant général en Auvergne († 1699), et de Marguerite-Thérèse (de) Rouillé de Meslay († 1729) ; nièce d'Anne-Jules de Noailles, duc de Noailles, pair et maréchal de France († 1708), et de Louis-Antoine de Noailles, archevêque de Paris, duc de Saint-Cloud et pair de France († 1729) ; cousine germaine d'Adrien-Maurice de Noailles, duc de Noailles, pair et maréchal de France († 1766), de Marie-Christine de Noailles, duchesse de Gramont (dite de Guiche) [† 1748], de Lucie-Félicité de Noailles, comtesse (future duchesse) d'Estrées († 1745), de Marie-Thérèse de Noailles, marquise (future duchesse) de La Vallière († 1784), de Marie-Victoire-Sophie de Noailles, marquise de Gondrin, future comtesse de Toulouse († 1766), et de Marie-Anne-Romaine de Beaumanoir (de Lavardin), duchesse de Chaulnes († 1745). Puis épouse en secondes noces Marie-Élisabeth de Lorraine (-Harcourt) le [14 avril 1734], princesse de Guise († le 2 août 1740), fille cadette d'Anne-Marie-Joseph de Lorraine, comte d'Harcourt (dit « le prince de Guise ») [† 1739], et de Marie-Louise-Christine (ou Chrétienne) Jeannin de Castille, marquise de Montjeu († 1736) ; soeur de Louise-Henriette-Françoise de Lorraine(-Harcourt), duchesse de Bouillon, d'Albret et de Château-Thierry († 1737). Enfin, il épouse le [15 février 1780] Jeanne-Catherine-Josèphe de Lavaulx (de Sommerécourt) [† le 7 décembre 1815], veuve d'Edmond, comte de Rothe (ou Roth, ou Rooth, ou Roothe) [† 1772] ; fille puînée de Gabriel-François de Lavaulx, comte de Lavaulx et seigneur de Sommerécourt, capitaine des gardes du duc de Lorraine († 1778), et de Charlotte de Lavaulx (de Pompierre) [† ?]. Dont postérité du deuxième mariage (Levantal).

Entre dans le corps des mousquetaires en 1712.
Est gravement compromis dans la conspiration de Cellamare visant à déstabiliser le Régent en mars 1719.
Élu membre de l'Académie française en 1720.
Gouverneur de Cognac (12 septembre 1722- 8 mai 1735) (Levantal).
Envoyé extraordinaire à Vienne (1724/1725 - 1730) (Levantal).
Nommé chevalier de l'ordre du Saint-Esprit le 1er janvier 1728.
Nommé académicien honoraire à l'Académie royale des sciences le 8 décembre 1731.
Vice-Président de l'Académie des sciences en 1734.
Président de l'Académie royale des sciences en 1735.

Brigadier d'infanterie (20 février 1734), puis maréchal de camp des armées du roi (1er mars 1738), aide de camp du roi (1er mai 1744), puis lieutenant général des armées du roi (2 mai 1744) (Levantal).

Nommé premier gentilhomme de la Chambre le 8 janvier 1744 après le décès du jeune duc de Rochechouart, Louis-François-Charles-Augustin de Mortemart (Arch. nat. O(1) 202), puis est nommé par lettres de provisions du 13 février 1744 (Arch. nat O(1) 88 et P 2448). Son fils Louis-Antoine-Sophie du Plessis est nommé survivancier le 2 octobre 1756 (Arch. nat O(1) 100). Lui même exerce la charge jusqu'en juin 1786 (Horowski)
Nommé lieutenant-général en 1744, et sert en Flandre.
Prend part à la victoire de Fontenoy en 1745.
Est envoyé à Dresde le 25 décembre 1746, en tant qu'ambassadeur extraordinaire, pour faire la demande en mariage auprès de Marie-Josèphe de Saxe, princesse de Pologne, au nom du Dauphin.

Général et ministre plénipotentiaire en août 1747 à Gênes. Le duc de Richelieu reçoit le titre honorifique de Noble génois, en raison des services rendus.
Maréchal de France le 11 octobre 1748.
Gouverneur et lieutenant général en Haute et basse Guyenne (octobre / 4 décembre 1755) ; Commandant général sur les côtes de la Méditerranée (31 décembre 1755 - 1er juillet 1757) ; Commandant en Guyenne vers février 1758 (Levantal)

Meurt le 8 août 1788.

. Archives nationales O(1) 202, fol. 34 r°.
. Archives nationales O(1) 88, fol. 34 r°.
. Archives nationales P 2448, fol. 272 v° - 274 r°.
. Archives nationales O(1) 100, p. 258-262.
. Poncelin de La Roche-Tilhac (Jean-Charles), État des cours de l'Europe et des provinces de France pour l'année 1784, Paris, 1784, p. 22.
. Académie des sciences, Index biographique de l'Académie des sciences 1666-1978, Paris, Gauthier-Villars, 1979.
. Levantal (Christophe), Ducs et pairs et duchés-pairies laïques à l’époque moderne : 1519-1790 : dictionnaire prosographique, généalogique, chronologique, topographique et heuristique, Paris, Maisonneuve et Larose, 1996, p. 864.