Родился в деревне Полянское ныне Сосновского района Нижегородской области в семье крестьянина. Русский. Окончил 7 классов. Работал бетонщиком на строительстве Горьковского автозавода. Затем был возчиком в городе Дзержинске, по вечерам учился на курсах шоферов. Потом работал шофером и без отрыва от производства учился в аэроклубе.

В 1938 году был призван в Красную Армию и направлен в военное авиационное училище. В 1940 году вступил в ВКП(б). По окончании училища в 1940 году служил в частях бомбардировочной авиации. В боях Великой Отечественной войны — с июля 1941 года. В начале войны был командиром экипажа в полку дальних бомбардировщиков, а с 1943 года — командиром отряда. Бомбил железнодорожные узлы и аэродромы под Сталинградом.К сентябрю 1943 года гвардии капитан Матвеев совершил 239 боевых вылетов на бомбардировку важных объектов в тылу врага, скоплений его войск. Затем были боевые вылеты на бомбардировку объектов врага в Польше и Германии. Участвовал в разгроме немцев под Ленинградом и в Прибалтике. Его экипаж за время войны разбросал за линией фронта два с половиной миллиона листовок, адресованных немецким солдатам и жителям оккупированных районов.

10 марта 1945 года инспектор-лётчик по технике пилотирования 22-й гвардейской бомбардировочной авиационной дивизии гвардии майор Матвеев трагически погиб при выполнении служебных обязанностей в катастрофе самолета в районе села Меня (50 км восточнее Варшавы). Похоронен в городе Бресте, в братской могиле в городском парке им. 1 Мая.