Matthew James Bellamy urodził się 9 czerwca 1978 roku w Cambridge w Anglii. Wychował się w rodzinie gitarzysty lat sześćdziesiątych - George'a, który był członkiem zespołu The Tornados; oraz Marilyn, urodzonej w Belfast. W latach siedemdziesiątych kobieta przeprowadziła się do Anglii, gdzie poznała ojca Matthewa, pracującego wówczas w Londynie jako taksówkarz. Wspólnie przeprowadzili się do Cambridge, gdzie na świat przyszedł Paul - starszy brat Bellamy'ego, a po latach on sam. Przygodę z instrumentem - w tym przypadku pianinem - rozpoczął w wieku lat sześciu. Gitara zaś zafascynowała go dopiero osiem lat później. Paul zginął, będąc postrzelonym w północnej Irlandii. Był wówczas żołnierzem, jednak okoliczności jego śmierci nie zostały nigdy ujawnione. We wczesnych latach osiemdziesiątych rodzina przeniosła się do Teignmouth w Devon. Tuż po rozwodzie rodziców Matthew przeprowadził się do swojej babci, która przyłożyła szczególny nacisk na jego naukę gry na gitarze.W roku 1994 Bellamy dołączył do Rocket Baby Dolls, znanym później pod nazwą Muse. Tuż po wygraniu szkolnego konkursu "Battle of the Bands" ("Walka zespołów") grupa podeszła do tworzenia muzyki nieco poważniej, co skłoniło ich do zmiany nazwy zespołu. Wówczas jego członkami byli Matthew, Christopher Wolstenholme i Dominic Howard. Znakami rozpoznawczymi zespołu okazały się silne brzmienia hard rocka, progresywnego rocka, muzyk klasycznej i elektronicznej, a także energiczne występy na żywo. Przez lata zespół wydał pięć albumów - "Showbiz", "Origin of Symmetry", "Absolution", "Black Holes and Revelations" oraz "The Resistance".

Talent Bellamy'ego doceniony został w rankingu magazynu Gigwise "50 najlepszych gitarzystów wszechczasów". Uplasował się wówczas na miejscu dziewiętnastym, w magazynie "Total Guitar" zaś na dwudziestym dziewiątym w rankingu "100 najlepszych...". Wg "Kerrang!" artysta plasuje się na dwudziestym ósmym miejscu "50 najseksowniejszych rockmanów". Miejsce pierwsze w tej dziedzinie przyznał mu również "Cosmopolitan". "NME Magazine" okrzyknęło go czternastym "Greates Rock'n'roll Hero of all Time". W roku 2012 ten sam magazyn wręczył mu nagrodę "Hero of the year". Jest to dopiero początek góry nagród, jakie artysta otrzymał z wielu źródeł.

Matthew pojawił się w grze "Guitar Hero 5" w piosence "Plug In Baby". Ponadto napisał piosenkę "Soaked", pojawiającą się w debiutanckim albume Adama Lamberta "For Your Entertainment".

W roku 2010 artysta zaczął umawiać się z Kate Hudson. Rok później media ogłosiły, że aktorka jest z nim w ciąży. 27 lipca 2011 roku Hudson przyznała, że zaręczyli się. Ich syn Bingham Hawn "Bing" Bellamy urodził się 9 lipca 2011 roku w Kalifornii.