Tras dedicarse durante un tiempo al modelaje en su natal Chile, en el 2007 Matías Novoa viajó a México, junto a su esposa de aquel momento, la cantante chilena Daniela Castillo, para internacionalizar su carrera. Tras el fracaso de su matrimonio, se quedó en México y pronto fue descubierto por un agente de TV Azteca, quien le propone estudiar actuación en el CEFAT. En 2009 recibió la oportunidad de actuar en la telenovela Mujer comprada, protagonizada por José Ángel Llamas, Andrea Martí y Gabriela Vergara. En el 2012 protagonizó con María Fernanda Yepes la serie La Teniente. Después de 10 años trabajando para TV Azteca, recibió la invitación por parte de Telemundo para ser protagonista de la serie Enemigo íntimo, transmitida por el mismo canal y por Netflix. Recientemente se sumó al elenco de la serie El Señor de los Cielos en su sexta temporada. Próximamente interpretará el papel protagónico de Felipe en la comedia Doblemente embarazada.