- Nascido em São Paulo, Matheus fez suas categorias de base pelo Corinthians;
- Destaque do clube desde sua chegada, foi promovido ao profissional logo aos 17 anos de idade, sendo chamado pelo técnico Tite para a pré-temporada do clube nos Estados Unidos, para a disputa da Flórida Cup de 2015;
- Estreou profissionalmente no mês de julho de 2015, em um amistoso contra o ABC, dia 22/07/2025, titular na vitória do Corinthians por 1x0;
- Sua estreia em partidas oficiais foi no dia 23 de agosto, entrando nos minutos finais da vitória por 3–0 contra o Cruzeiro, na Arena Corinthians.
- Sua primeira partida como titular foi contra o Santos, no dia 26 de agosto, onde atuou durante os 90 minutos na derrota em casa por 2–1, válida pela Copa do Brasil;
- 28 de junho de 2016, Matheus Pereira assinou com o Empoli;
- Após curta passagem no clube, com apenas 2 partidas, Matheus Pereira foi vendido à Juventus, tambpém na Itália;
- Após a venda, foi emprestado ao Bordeaux, para jogar na segunda equipe do clube francês e adquirir experiência;
- Em 2018, voltou ao Brasil para defender o Paraná Clube, na Série A do Campeonato Brasileiro, disputando sete partidas e voltando à Juventus ao final da competição;
- Em janeiro de 2019, voltou a Juventus e disputou algumas partidas pela equipe B, além de compor a relação nas partidas do time principal na conquista da Série A da temporada 2018-19;
- Após o título italiano, Matheus foi vendido ao Barcelona, onde disputou 55 partidas pela equipe B, e marcou 5 gols, permanecendo no clube blaugrama até 2022;
- Ao final da temporada 2021/22, foi vendido ao Eibar, onde disputou três temporadas como destaque da equipe, acumulando 118 partidas, 4 gols e 14 assistências pelo clube, onde permaneceu até 2025;
- Em julho de 2025, assinou pelo Fortaleza, a pedido do técnico Vojvoda;
- Sua primeira partida pelo Fortaleza foi em 09 de julho, onde estreou como titular e anotou seu primeiro gol pelo Leão, contra o Bahia, pela Copa do Nordeste;
- Até então, Matheus é titular absoluto do clube, com 10 partidas disputadas, 1 gol e 3 assistências.