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Après ses études musicales, Matthieu Gonet travaille avec Daniel Mesguich à la Comédie Française ainsi que pour de nombreuses créations de spectacles.
La chanson et la musique de films sont des univers qui l'ont toujours attiré. Ses envies d’éclectisme le mènent vers des artistes aux univers variés.
Après l'écriture d'orchestrations symphoniques pour Bernard Lavilliers, avec lequel il réalisera notamment le titre Solidaritude sur l'album Arrêt sur image, il crée avec Hanna Schygulla au théâtre national de Chaillot, en 1998, le spectacle Brecht, ici et maintenant, qu'il joue avec elle dans le monde entier pendant plus d'un an.
Après avoir accompagné la chanteuse Anne Sylvestre, il réalise en 1999 les deux albums Fin de siècle de Jean Guidoni, et commence une collaboration avec la chanteuse Lio avec l'album Lio chante Prévert.
En 2001, il intègre le programme télévisé Star Academy, dans lequel ses fonctions sont étendues au fur et à mesure des saisons : directeur musical, pianiste, orchestrateur, répétiteur, chef d’orchestre ainsi que jury lors des évaluations des élèves. À l’issue de chaque saison, il est également le directeur musical des tournées.
En 2010, il dirige à Paris la comédie musicale Spamalot[4], adaptation musicale du film Sacré Graal des Monty Python, mise en scène par Pef, l'ancien membre de la troupe des Robins des bois[5].
En 2001, il est répétiteur et directeur musical de la Star Academy sur TF1. Il participera à l'émission de 2001 à 2007. Dans le biopic consacré au gagnant de la quatrième saison, Grégory Lemarchal, Pourquoi je vis (2020), son rôle est interprété par Loïc Blanco.
S'il participe régulièrement à certaines émissions télévisées comme Rendez-vous avec mon idole sur TF1, Dans l'univers de sur France 2 ou Seriez-vous un bon expert ? également sur France 2, il enregistre maintenant principalement de nombreuses musiques de films et de téléfilms. Depuis 2017, il compose également, en collaboration avec Émilie Gassin et Benjamin Violet, la musique (hors générique) de la série quotidienne Demain nous appartient et d'Ici tout commence pour TF1[9].
Il compose en 2019 les chansons du premier épisode de la quatrième saison de Burger Quiz, La saison de trop.
Engagé pour la cause contre le cancer, il est le directeur musical et chef d'orchestre des concerts de l'association Tout le monde chante depuis 2009.
Il crée le pôle variété du conservatoire de Levallois-Perret en et est directeur de ce conservatoire de à [10].
En 2012, il est le directeur musical de la tournée Les Stentors[11].
En , il est le directeur musical du spectacle musical Départ Immédiat !, écrit et mis en scène par Rodolph Nasillski à l'Olympia, au profit de l'Association Laurette Fugain
La presse « people » lui a prêté, à l'époque de la deuxième saison de la Star Academy, une liaison avec l'académicienne Nolwenn Leroy (par ailleurs vainqueur de cette deuxième saison), démentie cependant par les deux concernés.