D'origine flamande,
Matthias Schoenaerts est le fils de l'acteur Julien Schoenaerts.
Après être monté sur les planches pour la première fois à l'âge de huit ans aux côtés de son père, il entame des études d'art au Conservatoire royal d'Anvers. À 15 ans,
Matthias Schoenaerts fait ses débuts au cinéma, encore une fois avec son père, dans le film belge
Daens.
En 2002, la réalisatrice Dorothée Van Den Berghe le choisit pour incarner Oscar dans son premier long-métrage,
Meisje. L'année suivante il apparaît dans
Any Way The Wind Blows de Tom Barman.
En 2006, Paul Verhoeven offre à
Matthias Schoenaerts un rôle dans son drame
Black Book. S'en suit de nombreux tournages, notamment
Nadine,
De Muze,
Loft,
Linkeroever ou encore
My Queen Karo.
En 2010, il tourne pour la première fois sous la direction d'une réalisatrice française avec
La Meute face à Yolande Moreau, Émilie Dequenne et Benjamin Biolay. Mais c'est en 2011, que
Matthias Schoenaerts fait véritablement parler de lui à travers son rôle d'éleveur bovin flamand, irascible et dopé aux hormones dans
Bullhead. L'année suivante, Jacques Audiard cherche le comédien qui sera capable d'incarner Ali, un jeune marginal sans le sou aux cotés de Marion Cotillard dans son adaptation du roman
Rust and Bone de Craig Davidson. C'est finalement
Matthias Schoenaerts qu'il choisira pour porté son film
De Rouille Et D'Os, présenté en compétition lors du
65ème Festival International Du Film De Cannes 2012.