Государственный и военный деятель, дипломат.
Сын дьяка. Воспитывался при царском дворе вместе с будущим царем Алексеем Михайловичем.
В составе посольства участвовал в Переяславской раде 1654 г. В 1662 г. в ходе подавления «Медного бунта» неоднократно бывал в царском селе Коломенском. В 1669 г. Артамон Матвеев был поставлен во главе Малороссийского приказа.
В его доме воспитывалась Наталья Кирилловна Нарышкина— вторая жена царя Алексея Михайловича и мать Петра I. В 1671 г., после заключения этого брака, Матвеев был назначен главой Посольского приказа. В 1675 г. был пожалован боярством в день празднования Казанской иконы Божией Матери (храмового праздника дворцовой церкви в селе Коломенском).
Матвеев был образованным для своего времени человеком. Артамон Сергеевич руководил составлением "Титулярника" - справочника по дипломатической переписке, а также "Истории русских государей, славных в ратных подвигах, в лицах" и "Истории избрания и венчания на царство Михаила Федоровича".
Артамон Сергеевич Матвеев выступал заказчиком иконных образов мастерам Оружейной палаты Московского Кремля. Известен выполненный по его заказу триптих «Деисус», где на центральной иконе «Спас Эммануил» в качестве патрональных святых представлены сам боярин и его супруга Евдокия (иконы находятся в собрании МГОМЗ).
Артамон Сергеевич Матвеев поддерживал западно-европейские тенденции в культуре и охотно пересаживал на русскую почву заморские новинки. Он организовал типографию при Посольском приказе, собрал огромную библиотеку и был в числе организаторов первой аптеки в Москве. Боярин Матвеев стоял у истоков придворного театра.
После смерти царя Алексея Михайловича в1676 г. находился в опале. В 1682 г. вернулся в Москву для решения вопроса о престолонаследии и погиб в ходе восстания стрельцов.