Matías Mayer se interesó en las artes desde su infancia y estudió canto, actuación, danza clásica, tap y jazz. Inició su carrera profesional en el 2004 haciendo teatro musical. A lo largo de los años ganó reconocimiento por su trabajo en teatro, consolidando su carrera en esta rama gracias a la adaptación argentina de Next to Normal, denominada Casi Normales, para la interpretó el papel de Gabriel, personaje que interpretó durante cuatro años, hasta el año 2015, y por el cual recibió nominaciones a los premios ACE, Hugo, Trinidad Guevara y fue galardonado con un premio Florencio Sánchez en la categoría «Revelación Masculina». En 2015, obtuvo una gran notoriedad por haber participado en la mini-serie Historia de un clan en el papel de Federico Olsen por el cual recibió una nominación a los Premios Tato como Artista Revelación. En 2023 forma parte del elenco principal de la serie de Prime Video Barrabrava.