Après un bac sport-étude danse classique à Paris, Mathilde Méry intègre le Cours Florent. Elle suit la formation classique, puis rentre en deuxième année dans la toute première classe cinéma et intègre la classe libre en promotion 34 (2013/2015) auprès de Jean-Pierre Garnier, Volodia Serre, Marie-Armelle Deguy...

Après quelques courts-métrages réalisés par Gabriel Bélanger Oyarzun ou encore Iannis Guerrero, elle décroche en 2016 le premier rôle dans un long-métrage Les Vivantes de Leïla Daquin et Fanny Caillibot, un drame familial où elle interprète Léna, une fille de 15 ans. Le film est présenté dans plusieurs festivals.

Nathan Ambriosioni la dirige dans 3 jours en septembre. A l’occasion de son départ en Irlande dans le cadre des Croquis de voyage, elle découvre le théâtre documentaire et crée My body, my choice, une petite forme sur l’interdiction de l’avortement en Irlande.

En 2018, elle rejoins la compagnie de Pauline Bayle pour la reprise des pièces Iliade et Odyssée d'après Homère.