Mattéo Vercher commence le cyclisme au sein de l'UC Belleville[1],[2]. Il intègre ensuite la structure juniors du Matériel-velo.com-VC Vaulx-en-Velin. Ses bons résultats en cyclo-cross et sur route lui permettent de monter dans l'équipe DN2 du club en 2019, pour ses débuts espoirs[3].
Après plusieurs saisons passées à Vaulx-en-Velin, il rejoint le club Vendée U en 2022, réserve de l'équipe professionnelle TotalEnergies. Se décrivant lui-même comme un « puncheur-grimpeur »[4], il réalise un bon début de saison avec diverses places d'honneur et une victoire sur Manche-Atlantique, alors qu'il n'avait plus gagné depuis trois ans[5]. Il montre également ses qualités parmi les professionnels en terminant 19e de Cholet-Pays de la Loire et 20e de la Classic Loire-Atlantique, sous les couleurs de l'équipe de France espoirs.
En juillet 2024, il manque de peu la victoire sur la 18e étape du Tour de France, battu au sprint par Victor Campenaerts[6]. En avril 2025, il remporte sa première victoire professionnelle, le Tour du Doubs[7].