Con 11 años, Matías Rossi se subió por primera vez a un karting y sorprendió con su fino manejo y veloz conducción. En 1998, en su tercera temporada en karting, se consagró Campeón Metropolitano ICA 100 Junior y Campeón Bonaerense Sudam Junior. Al año siguiente compitió en el Campeonato Norteamericano de Fórmula A, en Canadá, donde finalizó 11º. También participó en el Campeonato Mundial Fórmula A , en Mariembourg, Bélgica.
En 2000 intensificó su participación nacional e internacional en karting: obtuvo el Campeonato "Buenos Aires 2000" de la categoría Senior; volvió a competir en el Campeonato Mundial Fórmula A, que se llevó a cabo en Braga, Portugal. También intervino en el Campeonato Europeo de la misma categoría, que se disputó en Bélgica, Francia y Alemania.
A fines de ese año debutó en la Fórmula Renault con un 11º, en Río Cuarto. En 2002 corrió en Fórmula Súper Renault con un Tom´s. Allí participó en 12 de las 13 carreras, y se adjudicó 10 podios, 7 victorias y 3 segundos puestos. Tal fue así que se coronó campeón dos fechas antes de finalizar el torneo.
En 2003, en el Autódromo de Buenos Aires, debutó en Turismo Carretera con una Chevy que manejó Juan María Traverso. En 2007 consiguió sus primeras victorias en La Máxima, y con tres finales alcanzó el subcampeonato detrás del líder absoluto de la temporada, Christian Ledesma. En 2009 retornó al protagonismo tras adueñarse la clasificación a la Copa de Oro.
En 2011 arribó al equipo JP Carrera. El piloto de Del Viso consiguió la victoria en San Luís. Además llegó a la definición en Buenos Aires como puntero junto a José María López de la Copa de Oro, con apenas medio punto sobre Guillermo Ortelli.
Durante la temporada 2012 se incorporó al Donto Racing, bajo el ala técnica de Ricardo Gliemmo y la motorización de Fabio Martínez. Allí consigue el triunfo en el veloz trazado de Rafaela. También alcanza la clasificación para la Copa de Oro. Volvió a ganar en San Luis, pero no pudo adueñarse del título.
En 2013 consigue un buen comienzo de temporada junto al Chevolet del Donto Racing con el cuál obtiene la victoria en la competencia final de Olavarría.
Uno de los mejores años de Matías Rossi fue en 2014, cuando se consagra Campeón Argentino de Turismo Carretera, a bordo del Chevrolet del Donto Racing y la motorización de Jonnhy Laborito. Logró cinco victorias en la temporada demostrando un gran nivel a largo de las 16 competencias.
Al año próximo se coronó sub campeón junto al Chevrolet del Donto Racing.
En 2016 consigue dos triunfos en Concordia (4º fecha) y Olavarría (5º fecha), convirtiéndose en uno de los grandes candidatos para quedarse con la etapa regular.
En 2017, Rossi comenzó la temporada a bordo de un Ford alistado por el Nova Racing. Ganó su primera carrera con la marca en la tercera fecha del calendario, en el Autódromo Hermanos Emiliozzi, de Olavarría. En ese campeonato finalizó 15°.
En 2018, el piloto de Del Viso logró tres podios y se adjudicó una victoria en Paraná. De esta manera llegó al final de la temporada con claras chances de adueñarse del título, pero el factor climático complejizó la competencia y culminó 5° en la temporada.
La sanción aplicada para 2019 le impidió comenzar la temporada en Viedma. Recién estuvo presente en la segunda fecha, en Neuquén. Pero el ritmo de su Ford, alistado por el Nova Racing, rápidamente lo colocó en puestos de vanguardia. En la quinta cita del calendario, en Rosario, festejó en lo más alto del podio, en la primera incursión de la categoría en la ciudad santafesina.
2022. Volvió a la categoría para convertirse en uno de los dos pilotos oficiales del Toyota Gazzo Racing, en el desembarco de la quinta marca a la categoría. Culminó 18° en la primera fecha. Tras varias competencias de adaptación, Matías logró subirse al podio (3°) en la quinta cita de calendario en Termas de Río Hondo.