Matheus sloot zich op dertienjarige leeftijd aan bij de jeugd van América Mineiro. Nadat hij in 2011 samen met zijn club de titel pakte bij het jeugdteam onder de twintig jaar, promoveerde hij voor het seizoen 2012 naar de hoofdmacht van América Mineiro, op dat moment uitkomend in de Série B.[1] Hij maakte op 19 september 2012 zijn debuut in het eerste elftal, toen op bezoek bij Bragantino met 2–0 verloren werd. Tijdens deze wedstrijd viel hij in de vijftigste minuut in voor Fábio Júnior Pereira na een rode kaart van eerste doelman Neneca.[2] Vanaf het seizoen 2013 had Matheus een vaste basisplaats bij América Mineiro.
In juni 2014 maakte de doelman de overstap naar het Portugese SC Braga en ondertekende er een contract voor vijf seizoenen.[3] Waar hij in zijn eerste seizoen nog grotendeels eerste keuze onder de lat was, keepte hij de twee jaargangen erna voornamelijk in het bekertoernooi en de UEFA Europa League en moest hij José Marafona voor zich dulden in de pikorde. Vanaf de zomer van 2017 was Matheus weer eerste doelman. In maart 2018 verlengde de Braziliaan zijn nog anderhalf jaar lopende verbintenis met vier seizoenen tot medio 2023.[4] In april 2022 werd zijn contract opnieuw opengebroken en ditmaal verlengd tot en met het seizoen 2026/27.[5]