Mathieu Metral débute à l'écran dans Carlos d'Olivier Assayas. Par la suite, Emmanuel Bourdieu lui confie un rôle dans un unitaire France TV Drumont, histoire d’un antisémite français. Il rencontre ensuite Rémi Bezançon, qui lui propose de venir jouer dans Nos Futurs le rôle de l'employé de la société dirigée par Pierre Rochefort dans le film.

En 2016, Sophie Reine, monteuse sur le film de Remi Besançon, lui donne un second rôle dans Cigarette et Chocolat chaud avec Camille Cottin et Gustave Kervern, produit par Mandarin. La même année, il est sélectionné pour les Talents Cannes ADAMI dans un court métrage de Matthias Malzieu, Le Distributeur automatique d'aurores boréales.

Entre-temps, il joue dans un court métrage de Luc Battiston, Si la photo est bonne sélectionné en compétition au Festival du film romantique de Cabourg. Mathieu Metral joue également pour Emmanuel Mouret dans Aucun Regret, un court métrage sur un amour de jeunesse également sélectionné à Cabourg.