Родился 25 октября 1965 года во французском городе Нейи-сюр-Сен. Его отец работал редактором в газете Liberation, a мать была литературным критиком. В то же время родители мальчика были в теплых отношениях с грузинским режиссером Отаром Иоселиани, благодаря которому Матье и увлекся кинематографом. Так в 1984 году, когда Иоселиани работал над картиной «Фавориты Луны», ему нужен был молодой человек на одну из ролей, и он пригласил Матье, которому на тот момент было девятнадцать лет. С тех самых пор Амальрик буквально заболел кино. Он мечтал стать режиссером: стал активно смотреть классику мирового кинематографа и пробовал снимать сам на 8-миллиметровую камеру.
Поскольку попытка поступить в киношколу провалилась, Амальрик стал работать на съемочных площадках, выполняя самые разные функции, в основном административные, порой снимаясь в качестве статиста. Понемногу его обязанности усложнялись, вскоре он “дорос” до помощника режиссера. Матье старался черпать бесценный опыт отовсюду. Со временем он начал играть небольшие роли, а затем обрел популярность в качестве актера благодаря фильму 1996 года «Дневник соблазнителя». Спустя год вышла еще более заметная работа с его участием - мелодрама «Как я обсуждал... (мою сексуальную жизнь)», за которую Матье был удостоен престижной премии «Сезар». В тот же период он снял и свой первый полнометражный фильм «Ешь свой суп». После того, как Амальрика заметили во французской киноиндустрии и высоко оценили, к нему стали активней поступать предложения об участии в новых проектах.
В последующие годы он снялся у Андре Тешине в картине «Алиса и Мартен», у Оливье Ассаяса в драме «Конец августа, начало сентября», а также с его участием вышли такие фильмы, как «Истина в вине», «Фальшивая служанка», «Дело Маркореля», «Настоящий мужчина» и «Короли и королева», за роль в котором получил очередную премию «Сезар». При этом сам Матье не считал себя хорошим актером. Ему казалось, что его мастерство проигрывает в сравнении с игрой его тогдашней жены - актрисы Жанны Балибар, от распавшегося брака с которой у них осталось двое детей.
Вскоре свет увидели такие ленты с участием Амальрика, как «Мюнхен», «Мишу из Обера», «Враг государства №1», «Последний романтик планеты Земля», «Необычайные приключения Адель» и мелодрама «Скафандр и бабочка», принесшая третьего «Сезара». Также в 2001 году он снял еще один полнометражный фильм «Стадион Уимблдон». Среди других ярких картин в которых сыграл Матье можно отметить биографическую драму «Мария-Антуанетта», серию бондианы «Квант милосердия», мелодраму «Молчание Жанны» и драму «Цыпленок с черносливом». В 2010 году вышла наиболее успешная режиссерская работа Амальрика - комедийная драма «Турне». За нее Матье был удостоен премии Каннского кинофестиваля как лучший режиссер, что для него является большим признанием, чем все прежние актерские успехи. А одной из последних картин с участием Матье как актера стал триллер «Космополис».
