مت دیمون در شهر کمبریج در ایالت ماساچوست به دنیا آمد. پدرش کنت، از فعالان بورس، و مادرش نانسی، استاد دانشگاه در رشتهٔ آموزش ابتدایی کودکان بود. اصلیت پدرش اسکاتلندی-انگلیسی و مادرش فنلاندی-سوئدی است. مت دیمون برادر بزرگتری به نام کایل (Kyle) هم دارد که در عرصه هنری و مجسمه‌سازی فعالیت می‌کند. کمی بعد از تولد مت، به شهر نیوتون نقل مکان می‌کنند. اما در دوسالگی مت، والدینشان از هم جدا می‌شوند. مت و برادرش هم به همراه مادرشان مجدداً به کمبریج برمی‌گردند. بن افلک از دوستان صمیمی مت دیمون است و این دو از کودکی با یکدیگر دوستان نزدیکی بودند. همچنین هوارد زین تاریخ‌دان نیز از جمله همسایگان آن‌ها در این محله بود.
مت دیمون دوران مدرسه خود را در همین شهر گذراند. در دوران مدرسه بخاطر قد کوتاهش، همیشه ترس شدیدی داشت. او در گفتگو با مجلهٔ پراد (Parade) می‌گوید به عنوان یک نوجوان تنها، احساس می‌کردم به جایی تعلق نداشتم و طبق روش مادرش در تربیت کودکان، او دوران سختی برای پیدا کردن هویت خود داشت.
می‌توان گفت اولین تجربهٔ بازیگری مت‌دیمون به دوران دبیرستانش بازمی‌گردد. جایی که او در نقش‌های مختلف تئاتر بازی می‌کرد. وی همیشه از معلم نمایشش تقدیر می‌کند ولی جایی نیز گفته‌است که او (معلمش) همیشه به بن (بن افلک) توجه بیشتری داشته و نقش‌ها و گفتارهای طولانی‌تر را به او می‌دهد.
مت دیمون از سال ۱۹۸۸ تا ۱۹۹۲ در دانشگاه هاروارد تحصیل می‌کرد. اما هیچ‌وقت فارغ‌التحصیل نشد. رشتهٔ تحصیلی مت زبان انگلیسی بود ولی نقش‌های زیادی را هم در تئاتر دانشگاه قبول می‌کرد. چندی بعد برای ادامهٔ بازیگری، تصمیم به ترک تحصیل می‌گیرد و از دانشگاه هاروارد خارج می‌شود. بعدها در مورد این تصمیمش گفت، زمانی متوجه شد تصمیمش اشتباه بوده که دیگر کار از کار گذشته بود.