Après des études de musicologie à Nice, Mathias Vidal étudie le chant auprès de Christiane Patard et entre au Conservatoire national supérieur de musique et de danse de Paris. Il est lauréat du Centre français de promotion lyrique (2003) et Révélation classique de l’Adami (2007). Particulièrement apprécié dans le répertoire baroque, il participe à de nombreuses productions d’opéras de Rameau, Campra et Boismortier sur les grandes scènes internationales. Par ailleurs, il chante Aristée et Pluton dans Orphée aux Enfers (Festival d’Aix-en-Provence), le Brésilien dans La Vie parisienne, Piquillo et Don Pedro dans La Périchole, Lorenzo dans Fra Diavolo, Oreste dans La Belle Hélène, Camille de Coutançon dans La Veuve joyeuse, le rôle-titre de Barbe‑Bleue d’Offenbach, Médor dans Les Chevaliers de la Table ronde d’Hervé, Le Dilettante d’Avignon de Halévy.
Son répertoire comprend également les rôles du belcanto italien tels qu’Ernesto dans Don Pasquale, Elvino dans La Somnambule, Almaviva dans Le Barbier de Séville, Ramiro dans La Cenerentola et le répertoire moderne et contemporain (le rôle-titre du Nain de Zemlinsky, L’Amour coupable de Thierry Pécou, Les Caprices de Marianne d’Henri Sauguet, la création de Fando et Lis de Benoît Menut à Saint-Étienne).
Au cours des dernières saisons, il a chanté les rôles-titres d’Orlando paladino de Haydn (Munich) et de Cinq-Mars de Gounod (Munich, Leipzig), Orphée d’Orphée et Eurydice (Japon), la Théière, le Petit Vieillard et la Rainette dans L’Enfant et les Sortilèges (Monte-Carlo, Festival de Matsumoto, Philharmonie de Berlin), Torquemada dans L’Heure espagnole (Munich), l’Aumônier de Dialogues des carmélites (Angers, Nantes), Pedrillo de L’Enlèvement au sérail (Saint-Étienne, Rennes et Gut-Immling), le Remendado de Carmen (Festival d’Aix-en-Provence), Brighella d’Ariane à Naxos (Metz), Faust de La Damnation de Faust (Versailles), le rôle-titre du Comte Ory (Rennes, Rouen), Abaris des Boréades (Dijon), le rôle-titre du Nain (Caen), L’Orfeo de Monteverdi (Théâtre des Champs‑Élysées)… Il a fait ses débuts à l’Opéra national de Paris dans La Flûte enchantée (Monostatos).