Matthias Bartolomey wurde 1985 in Wien geboren. Er studierte bei Valentin Erben an der Universität für Musik in Wien und bei Clemens Hagen am Mozarteum Salzburg, wo er 2010 seine Ausbildung mit Auszeichnung abschloss.
Nach zahlreichen Ersten Preisen und erfolgreichen Wettbewerben war er von 2000–2004 Teilnehmer des Internationalen Orchesterinstituts Attergau unter den Dirigenten Valery Gergiev, Mariss Jansons und Bobby McFerrin. Er absolvierte Meisterkurse bei Mstislaw Rostropowitsch, Patrick Demenga und Heinrich Schiff. Für den Film Wir töten Stella von Julian Pölsler spielte er 2017 die Sarabande aus der Suite Nr. 6 von J.S. Bach ein.
2012 gründete er mit dem Geiger und Mandolaspieler Klemens Bittmann das Duo BartolomeyBittmann – die Formation führt ihr stark in der klassischen Musiktradition verankertes Instrumentarium auf einen neuen Weg. Mit Spontanität und Improvisation der Jazzästhetik verbinden sie intim groovende und kraftvoll rockende Elemente.
Im Bereich der Orchestermusik wirkt Matthias im Orchester der Wiener Staatsoper und bei den Wiener Philharmonikern, beim Chamber Orchestra of Europe und dem Mahler Chamber Orchestra mit.