Mathieu Bonnin intègre en 2008 le Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris (CNSMDP) en culture musicale ainsi qu’en direction de chœur grégorien dans la classe de Louis-Marie Vigne. Passionné par cette discipline, il décide de se spécialiser et part en échange Erasmus avec le CNSMDP au Conservatoire de Birmingham, en musicologie - direction de chœur avec Paul Spicer et orgue avec Henri Fairs - et intègre le chœur professionnel de la cathédrale de Birmingham.
A son retour, il devient chef de chœur de la Maîtrise du Conservatoire du VIème arrondissement de Paris. Cette expérience lui permet de se découvrir une vocation à former, accompagner et encourager les enfants dans leur apprentissage vocal.
Un an plus tard, il est nommé chef de chœur de la Maîtrise de la cathédrale de Chartres, avec laquelle il se produit lors de concerts en France et à l'étranger et d’interventions sur France Culture, TF1, France 2.
En 2013, Mathieu Bonnin fonde et devient le directeur artistique de l’Ensemble Sequentiae, aujourd’hui composé de trente chanteurs et vingt-cinq instrumentistes professionnels.
En 2015, il prend la direction des PETITS CHANTEURS DE SAINT-DOMINIQUE, intègre le Chœur de l’Orchestre de Paris en résidence à la Philharmonie de Paris et étudie le chant avec Emmanuel Mendès, membre du Chœur de l’Opéra national de Paris.
En 2017, Il est également nommé chef de choeur au Puy du Fou pour l’Académie Junior, spécialisée en chant choral.
Mathieu Bonnin continue de se former à la direction et obtient en juin 2019 le master de direction d’orchestre du Conservatoire Royal de Bruxelles avec distinction, dans la classe du directeur de l’Opéra de Graz, Robin Engelen, en dirigeant l’Orchestre Philharmonique Royal de Liège. La même année, il est chef-assistant du Théâtre National de Bruxelles et de l’Opéra Royal de Wallonie dans la production de John Adams I was looking at the ceiling and then I saw the sky.
Depuis 2020, Il est également chef de chœur du Conservatoire à Rayonnement Départemental de Béziers et professeur de technique vocale dans le cursus licence guide conférencier de l'Université de Perpignan.
En 2021, il obtient son Diplôme d'Etat de professeur de direction d'ensembles vocaux et devient chef d’orchestre de l'Orchestre Symphonique Béziers Méditerranée.