Après des études de musicologie à Nice, le ténor Mathias Vidal étudie le chant et intègre le Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris d’où il sort diplômé en 2003. En parallèle, il chante dans le Choeur de l'Opéra de Paris ainsi que quelques rôles de complément au Théâtre de Compiègne, puis il fait ses débuts en 2005 à l’Opéra Grand Avignon en Tamino et en Monostatos dans La Flûte enchantée de Mozart.

L’année suivante, en 2006, il est Cecco dans Le Monde de la lune de Haydn à Fribourg, l’Aubergiste et le Chanteur de sérénades dans Les Caprices de Marianne d'Henri Sauguet ainsi que Lorenzo (Fra Diavolo) à Compiègne, mais aussi Piquillo dans La Périchole d’Offenbach à Dijon. En 2007, il est nommé « Révélation Classique » de l’ADAMI. Le ténor participe en 2008 au Festival Radio France à Montpellier, où il incarne son premier rôle comme haute-contre dans Le Roi Arthur de Purcell dans une mise en scène excentrique de Shirley et Dino, et au Festival Lyrique de Saint-Céré où il prend le rôle du Comte Almaviva dans Le Barbier de Séville. Il revient à La Périchole d’Offenbach en 2009 à Lille, cette fois-ci en Don Pedro de Hinoyosa, puis il chante à Rennes Malcolm dans Macbeth de Verdi. Enfin, il délivre une prestation remarquée d’Aristée et de Pluton dans Orphée aux Enfers à Aix-en-Provence.

En 2010, il incarne le Chanteur dans Le Directeur de Théâtre de Mozart à Rennes et collabore avec William Christie dans une production du Couronnement de Poppée de Monteverdi à Madrid (en Lucano). Il chante Pedrillo dans L’Enlèvement au Sérail de Mozart à Rennes en 2011 ainsi qu’Arzace dans Sémiramis de Rossini et Illioneo et Mercure dans La Didone de Cavalli à Luxembourg, qu'il reprend pour ses débuts au Théâtre des Champs-Elysées l'année suivante. En 2012, il est aussi Oreste dans La Belle Hélène à Montpellier, La Théière, Le Petit Vieillard et La Rainette dans L’Enfant et les Sortilèges de Ravel à Monte-Carlo et Ernesto dans Don Pasquale à Lisbonne, tandis qu'Orphée aux enfers lui offre ses débuts à Lausanne. En 2013, il retourne à Mozart en Alessandro dans Le Roi Pasteur à Rennes et chante l'Aumônier dans Les Dialogues des Carmélites à Nantes, et débute au Bolshoi avec sa prise du rôle d'Elvino dans La Somnambule, ainsi qu'à Glyndebourne dans Hippolyte et Aricie (Suivant et Parque). En 2014, il chante Pan dans La Calisto de Cavalli à Munich, et incarne à Versailles, à La Monnaie et au TCE Osiris et Aruéris dans Les Fêtes de l’hymen et de l’amour. Enfin, le ténor prend le rôle-titre de Platée au Hukotopia Hall de Tokyo et celui de Barbe-Bleue d’Offenbach à Nantes.

En 2015, Mathias Vidal chante le rôle-titre de Cinq-Mars de Gounod au Théâtre du Prince régent de Munich, ainsi que celui de Dardanus de Rameau avec l'ensemble Pygmalion à Versailles puis le Gros commerçant dans La Société Anonyme des Messieurs Prudents de Louis Beydts en Avignon. Le ténor revient à l'opérette avec Médor dans Les Chevaliers de la Table Ronde de Ronger en tournée. Puis, en 2016, il incarne Don Carlos et Damon dans Les Indes galantes au Festival de Munich, chante le rôle-titre de Persée au TCE et celui de Don Quichotte chez la Duchesse de Boismortier à Compiègne et interprète Orlando dans Proserpine de Saint-Saëns à Versailles. Le ténor retourne au TCE en 2017 pour y incarner Télémaque dans Le Retour d’Ulysse dans sa patrie de Monteverdi et débute à Leipzig dans Cinq-Mars, puis il chante Le Brésilien dans La Vie parisienne à Bordeaux. A Aix-en-Provence, le ténor aborde Carmen de Bizet en Remendado, puis il prend le rôle-titre du Nain de Zemlinsky à Lille et chante Orphée dans Orphée et Eurydice à Tokyo. En 2018, il crée le rôle de Fando dans Fando et Lis de Menut à Saint-Étienne puis prend le rôle-titre de Phaéton de Lully à Versailles. La même année, il aborde le rôle-titre d’Orlando paladino de Haydn à Munich et chante les Quatre valets des Contes d'Hoffmann à Brême ainsi que le rôle-titre du Comte Ory à Rennes. En 2019, il retrouve Dijon avec le rôle d'Abaris dans Les Boréades mis en scène par Barry Kosky et incarne Monostatos dans La Flûte enchantée pour ses débuts à l'Opéra de Paris, où il retourne dans la foulée en Valère et Tacmas pour l'entrée au répertoire de Bastille des Indes galantes. En 2020, son rôle d'Abaris dans Les Boréades lui offre ses débuts au Théâtre de la Vienne. 

En 2020/2021, Mathias Vidal prendra le rôle de Ferrando dans Cosi fan tutte en septembre à Toulouse, où il restera en Antinoüs dans Pénélope de Fauré en octobre. Il reviendra à l'opérette en décembre avec Léopold dans L'Auberge du Cheval-blanc à Lausanne, ainsi qu'au baroque en janvier avec Le Génie de la terre dans Le Destin du Nouveau siècle de Campra en concert à Versailles. Les Boréades lui offriront en mars ses débuts à l'Opéra comique de Berlin (dirigé par le metteur en scène Barry Kosky) puis il chantera Pomponnet dans La Fille de Madame Angot au TCE dans le cadre du Festival Bru Zane de Paris.