De nombreux éléments menacent le Plongeon catmarin, comme la pollution des eaux (notamment par le mercure) et des proies, le drainage des zones humides où il niche habituellement, la diminution des ressources de pêche, et la pression humaine sur les sites de nidification.
La population de la Communauté européenne aurait été d'environ 5 000 couples en 2005 selon la Commission européenne (Directive oiseaux), qui classe cet oiseau en annexe I (chasse et commercialisation interdite) et donc parmi les espèces les plus menacées d'Europe.
Depuis 2002, l'Accord sur la conservation des oiseaux d'eau migrateurs d'Afrique-Eurasie classe cette espèce dans la catégorie B, c'est-à-dire vulnérable, mais distingue deux types de population : celles hivernant dans le nord-ouest de l'Europe sont classées B2c (populations vulnérables), celles hivernant près des mers Noire, Caspienne ou Méditerranée en catégorie B1 (populations très vulnérables).
De même, Birdlife International considère que la population de ce plongeon est insuffisante et la classe dans la catégorie SPEC3 (situation défavorable en Europe, oiseau non concentré en Europe). En effet, bien que cette organisation avance une estimation élevée de l'effectif de la population européenne de plongeon catmarin (entre 30 000 et 90 000 couples en été, et 17 000 individus hivernants, en incluant la Russie), elle a constaté un net déclin de la population, surtout en Russie et dans les pays scandinaves.
Ce plongeon figure aussi sur la liste des espèces à protéger de l'US Migratory Bird Act, ainsi que sur celle de la Convention de Berne (qui classe ce plongeon en annexe II, c'est-à-dire dans les espèces migratrices nécessitant une protection internationale).
L'AEE a classé cette espèce dans la catégorie vulnérable. Elle a été déclarée comme étant à surveiller en Suède et Norvège, et disparue en Lettonie.
L'IUCN, au contraire, place le plongeon catmarin dans la catégorie « préoccupation mineure » (LC), justifiant sa position par l'estimation de la population mondiale de cette espèce entre 500 000 et 1 500 000 individus et ne présentant pas de déclin significatif. Cette espèce n'est pas non plus mentionnée dans les listes des espèces à protéger du CITES.