La nature exacte des relations entre Socrate et Platon nous est entièrement inconnue. Rien ne permet ainsi de répondre à des questions comme celle de savoir à quel âge Platon rencontra Socrate, et combien de temps il le fréquenta. Nous ignorons également quelle place Platon occupait parmi les disciples de Socrate. Ces incertitudes sont d'autant plus remarquables que tous les dialogues de Platon, sauf Les Lois, mettent en scène Socrate, quoiqu'en ne lui donnant pas toujours le premier rôle. Quand, dans le Phédon, Platon fait la liste des proches de Socrate ayant assisté à sa mort, il souligne sa propre absence par cette remarque : « Platon, je crois, était malade. » On ne saurait mieux faire sentir l'incertitude des relations entre Socrate et Platon que par ce je crois écrit par Platon, à propos de lui-même.
Malgré l'omniprésence de Socrate dans son œuvre, nous ne sommes pas non plus renseignés sur les sentiments de Platon à l'égard de son maître. Les dialogues comportent certes plusieurs louanges envers Socrate, mais prononcées par des personnages dont nous ne savons pas avec certitude si l'on doit les considérer comme des porte-paroles de Platon, bien que cela soit probable. Le seul passage où Platon parle de Socrate en son nom propre, est la Lettre VII, dont on admet généralement l'authenticité :
« Entre autres choses, Socrate, mon ami, qui était plus âgé que moi, et dont, je pense, je ne rougirais pas de dire qu'il était l'homme le plus juste de cette époque, ils [les Trente] l'envoyèrent avec d'autres chercher un citoyen, pour l'amener de force, en vue de le mettre à mort, dans le but évident de le rendre complice de leurs agissements, de gré ou de force ; mais lui, refusa d'obéir et préféra courir le risque de tout endurer, plutôt que d'être associé à leurs œuvres impies »
La mise en scène de Socrate par Platon est en revanche des plus explicites. Socrate apparaît, par exemple, comme l'ami véritable dans le Lysis, comme un homme courageux dans le Lachès, comme un sage dans le Charmide. Une autre caractéristique, plusieurs fois remarquée par ses interlocuteurs et mise en scène par Platon, est l'ἄτοπία / atopia de Socrate, autrement dit son caractère déroutant dont fait partie cette manœuvre ironique qui consiste à feindre l'ignorance, et à prétendre reconnaître le savoir de son interlocuteur.
D'après Diogène Laërce, Platon aurait pris à Socrate sa pensée politique ; d'après Aristote, il lui aurait emprunté sa théorie du concept. Il pourrait donc paraître naturel de penser que Platon ait trouvé en Socrate les germes de nombre de ses théories, que ce soit en éthique, en philosophie politique, voire, en ce qui concerne la théorie des Idées. Mais dans quelle mesure la rencontre et la relation entre Socrate et Platon furent-elles essentielles pour l'évolution de sa pensée, c'est ce qui ne peut être déterminé exactement, et cette difficulté tient tant à la pauvreté des données biographiques, qu'au choix de Platon de faire de Socrate un personnage dans presque toutes ses œuvres.
Ce choix pourrait à première vue conduire à penser que l'on a là un indice tangible et fiable de la relation entre Socrate et Platon, et donc de l'influence du premier sur le second. Mais, les dialogues ne donnent en réalité que peu d'informations. On peut expliquer le choix du personnage de Socrate dans le cadre du genre du dialogue socratique : il s'agit en effet de défendre la mémoire de Socrate, comme l'illustrent le Phédon, le Banquet ou encore l'Apologie de Socrate. Mais dès lors que Socrate est un personnage de Platon, se pose le problème de la distinction entre un Socrate historique et un Socrate « platonicien ». Sur ce point, les lecteurs de Platon ont soutenu des interprétations très diverses, qui sont intrinsèquement liées à la question de l'influence de Socrate sur Platon. Ces interprétations vont, de la thèse selon laquelle tous les dialogues de Platon, sans exception, mettent en scène le véritable Socrate, jusqu'à la thèse selon laquelle, dès les dialogues socratiques, le personnage de Socrate n'est pas une copie du Socrate historique, mais un porte-parole de Platon. Or une avenue souvent envisagée est celle d'un Socrate de plus en plus porte-parole, et donc, de moins en moins historique, dans les œuvres tardives de Platon.