Matthew Chandler Fox doğum ismiyle 14 Temmuz 1966'da Abington, Pennsylvania'da dünyaya geldi. Babası Francis G. Fox, annesi ise Loretta B. Fox'tur. Ailesi, babasının petrol şirketi danışmanı olarak çalıştığı dönemde Wyoming'e taşındı. Matthew, çocukluğunu Wyoming'deki Crowheart'ta, Wind River Indian Reservation'da geçirdi. Liseyi Wind River High School'da okudu ve son yılında Deerfield Academy'ye geçerek 1985 yılında mezun oldu. Columbia Üniversitesi'nde ekonomi okudu ve 1989 yılında mezun oldu. Üniversitede okurken Columbia'nın futbol takımında oynadı.

Fox, 25 yaşında Wings adlı dizinin bir bölümünde rol alarak televizyon kariyerine başladı. 1994 yılında, beş kardeşin ebeveynlerini kaybetmesinden sonra yaşadıklarını konu alan Party of Five dizisinde Charlie Salinger karakterini canlandırdı. Bu diziyle büyük bir çıkış yakaladı ve 1996 yılında People dergisi tarafından Dünyanın En Güzel 50 İnsanı arasında gösterildi. 2004-2010 yılları arasında Lost dizisinde canlandırdığı Dr. Jack Shephard rolüyle uluslararası bir üne kavuştu. Bu rolüyle 2005 yılında Altın Küre'ye ve 2006 yılında Primetime Emmy'ye aday gösterildi. 

Fox, Lost sonrası kariyerinde sinema filmlerine yöneldi. 2006 yılında We Are Marshall filminde ve 2008 yılında Vantage Point filminde rol aldı. 2012 yılında Alex Cross filminde canlandırdığı Michael "The Butcher" Sullivan karakteri ile büyük beğeni topladı. 2015 yılında, Amerikan korku Western filmi Bone Tomahawk'ta rol aldı. Fox, İtalyan eşi Margherita Ronchi ile 1992 yılında evlendi ve çiftin iki çocuğu bulunmaktadır. Kariyerindeki hızlı yükselişten sonra Matthew Fox, 2014-2021 yılları arasında ailesiyle daha fazla vakit geçirmek için oyunculuğa ara verdi. 2021 yılında ise, bir  streaming platformu olan Peacock'ta yayınlanan Last Light adlı dizide başrol oynadı. Yakın dönemde ayrıca Avustralya yapımı “rehine komedisi” Caught adlı tv dizisinde Teğmen Pete Mitchell karakterine hayat verdi.  Fox, aynı zamanda fotoğrafçılığa olan tutkusu ve uçak kullanma hobisi ile de tanınmaktadır.