Il primo cortometraggio di Mattia Colombo, Il Velo, è stato selezionato a Visions du Réel, EIFF Edinburgh Film Festival e AFI Silver Docs 2010. Il documentario Alberi che camminano, scritto con Erri De Luca e distribuito da Feltrinelli, è stato in concorso al Festival dei Popoli, allo Slamdance Film Festival (Sundance) e al Trento Film Festival 2014. Il documentario, Voglio dormire con te, vincitore del Premio Corso Salani, finalista al Filmmaker In Progress Lab, finalista al Premio Solinas Documentario per il Cinema e selezionato al Périphérie Cinéastes di Parigi, ha partecipato al Cinéma du Réel e al Biografilm Festival. Il documentario Il Passo, una produzione Start e Rai Cinema, è stato presentato a Visions du Réel 2016 e trasmesso su Rai e RSI.
Mattia ha diretto il film Ritmo Sbilenco, un documentario sulla band italiana Elio e le Storie Tese, evento speciale della Festa del Cinema di Roma, distribuito nelle sale italiane e in home video da Wanted Cinema. Il documentario Uninvited, film biografico su Marcelo Burlon, stilista e DJ outsider, è uscito nelle sale italiane e distribuito in home video da CG Entertainment. Il suo precedente documentario, "Il Posto", è stato selezionato a Visions du Réel e Hot Docs 2022 ed è stato finalista ai David di Donatello e ai Nastri d'Argento.
Dopo il completamento di Sconosciuti Puri, co-diretto con Valentina Cicogna, sta lavorando come autore e sceneggiatore, sta lavorando a una serie poliziesca prodotta da The Family, ispirata ai libri della scienziata forense Cristina Cattaneo, protagonista del documentario.