Mathieu Alexandre se forme à l’Ecole Charles Dullin, ainsi qu’au sein d’un groupe de recherche dirigé par Mathieu Genet et Audrey Bonnet. Il commence à jouer dans les court métrages de fin d’année de la Femis : « Alice »  de Suzanna Pedro, «ceci est une prise d’otage» ainsi que «l’aventure mystérieuse» de Baptiste Ribrault. Après deux années de tournage sur une web série qu’il co-écrit « Boxer Boxer » (19 épisodes), il joue dans Francois à la mairie de Rose et Alice Philippon produit par Asa film, et obtient le rôle principal d’un pilote de programme court survie produit par Cinétévé.
En 2011, il joue dans « Italienne scène », de Jean-Francois Sivadier, mis en scène par Victorien Robert, au CNSAD dans « Go fuck your mother », écrit et mis en scène par Moustafa Benaibout, au JTN dans « Maison d’arrêt » d’Eward Bond mis en scène par Aymeline Alix. Puis rejoint en 2012 la compagnie Viva la Commedia pour « Les Jumeaux Vénitiens ».
Mathieu remporte le prix de Critique OFF de la révélation Masculine au festival d’Avignon 2015 pour son rôle de Don Salluste dans Ruy Blas. Il joue le rôle d’Antiochus dans « Bérénice » mis en scène par Victorien Robert.
Il sera dans « Transition », la nouvelle création du collectif carte blanche mis en scène par Vincent Steinback et soutenu par le collectif MXM.