Matteo Beltrami studierte Violine in Genua und Dirigieren in Mailand und debutierte mit 20 Jahren mit Il Trovatore am Teatro Carlo Felice in Genua. Beltrami gilt als einer der vielversprechendsten italienischen Nachwuchsdirigenten. Sein Repertoire umfasst über fünfzig Opern vom Barock bis zur Moderne. In Italien arbeitete er beim Maggio Musicale Fiorentino, am Teatro La Fenice in Venedig, am Teatro San Carlo in Neapel, am Teatro Massimo in Palermo, am Teatro Regio in Parma sowie bei diversen Festivals. Außerhalb Italiens dirigierte er u. a. an der Semperoper Dresden, am NCPA Beijing, an der Royal Opera Stockholm, an den Staatsopern in Hamburg und Stuttgart, am Aalto Theater Essen, am Teatro Arriaga de Bilbao und an der Opéra National de Montpellier und dirigierte u. a. die Sächsischen Staatskapelle Dresden und die Nordwestdeutschen Philharmonie. Seit 2016 ist Matteo Beltrami GMD am Teatro Coccia in Novara, in der Saison 2018/19 war er auch künstlerischer Leiter des Hauses. Während seiner Amtszeit begründete er in Novara die „Academy of Opera Professions” für Sänger:innen und Dirigent:innen. Seit 2021 ist Matteo Beltrami zudem künstlerischer Leiter des Festivals „Luglio Musicale Trapanese” auf Sizilien. Zu seinen CD- und DVD-Aufnahmen zählen Rossinis Il viaggio a Reims, Verdis Aida und Rigoletto, sowie Nicola De Giosas Oper Don Checco.
Dem Grazer Publikum stellte sich Matteo Beltrami mit Verdis Oper Die Macht des Schicksals 2021 vor. In der Saison 2024/25 kehrt er mit La traviata ans Pult der Grazer Philharmoniker zurück.