Mathieu Genet découvre le théâtre en suivant l'enseignement d'Emmanuel Ray de 1993 à 1997 dont la compagnie Théâtre en pièces est implantée à Chartres. En 1997, il entre au Conservatoire National Supérieur d'Art Dramatique sous la direction de Jacques Lassalle, Dominique Valadier, Philippe Adrien, Patrice Chéreau, Piotr Fomenko. De 2003-2006, il est pensionnaire de la Comédie-Française où il participe à La Forêt d'Alexandre Ostrovski, mise en scène de Piotr Fomenko (2003), Boulimiro de Fabrice Melquiot mise en scène de Christian Gonon (2003), Tartuffe de Molière, mise en scène de Marcel Bozonnet (2006). Il tient également le rôle de Sébastien dans La Nuit des rois ois de Shakespeare, mise en scène d'Andrzej Seweryn (2003), le rôle de Gengis dans Gengis parmi les pygmées de Grégory Motton, mise en scène au Théâtre du Vieux Colombier de Thierry de Peretti (2004), le rôle de Shane dans Embras Embrasser les ombres ser de Lars Noren, mise en scène de Joël Jouanneau (2005).
En 2006, il quitte la Comédie-Française et joue dans Promenade de Noëlle Renaude, mise en scène de Marie Rémond (Théâtre Ouvert, 2006), dans L'Annonce faite à Marie de Paul Claudel, mise en scène d'Emmanuel Ray (tournée 2006 en France et sur les chemins de Saint-Jacques de Compostelle), dans Pelléas et Mélisande de Maurice Maeterlinck, mise en scène de Jean-Christophe Sais (Théâtre des Abbesses, 2006) et tient le rôle de Rodrigue dans Le Cid de Corneille, mise en scène de Bérangère Jannelle (2007). Au cinéma, il joue dans les films de Philippe Garel : Sauvage innocence (2001) ; Les Amants réguliers (2004). Il obtient le prix Michel Simon 2004 pour Frères de Xavier de Choudens (2003). Dernièrement, il a joué dans Une épopée de François Magal (2006).
