Matthias Sauerbruch hat an der Hochschule der Künste Berlin und der Architectural Association School of Architecture in London studiert. Er war sechs Jahre lang Projektleiter und davon vier Jahre Partner beim Office for Metropolitan Architecture in London.

1989 gründete er zusammen mit Louisa Hutton das Büro Sauerbruch Hutton und ist seither einer der Geschäftsführer. Als Hochschullehrer war er von 1985-1990 an der AA als unit master tätig. Er hielt Lehrstühle an der TU Berlin sowie der Akademie der Bildenden Künste Stuttgart (1995-2005). Er hat als Gastprofessor an der University of Virginia in Charlottesville (2006), an der Harvard Graduate School of Design (2005-2009) und an der Universität der Künste Berlin (2012-2014) gelehrt. Matthias ist Gründungsmitglied der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen und gehörte dem Vorstand des KW Institute for Contemporary Art Berlin an. Er ist Honorary Fellow des American Institute of Architects sowie der RIAI (irische Architektenkammer) und Mitglied der Sektion Baukunst der Akademie der Künste, Berlin.