Diplomato all'istituto d'arte di Parma nel 1929. Inizia la sua attività pittorica sotto l'influenza morandiana, vince nel 1956 il 1° premio per il disegno alla Biennale di Venezia. Intorno agli anni sessanta la sua pittura volge verso una ricerca personale tra la Neofigurazione e l'informale. Gli anni settanta furono gli anni della sua piena affermazione presso il grande pubblico; proseguì e rinnovò la ricerca di una poetica capace di esprimere l'affiorare improvviso alla coscienza, come in una illuminazione istantanea, di emozioni che promanano dalla osservazione di una natura infinitamente cangiante, rappresentata dalle Spiagge della Versilia, dai Campi di papaveri, dalle Lavande, dalle Ginestre. Mattioli fece ricorso ad una gamma molto vasta di tecniche pittoriche, con una dominante di oli con forti ispessimenti materici, mentre la sua tavolozza sperimentò l'intera gamma di possibilità comunicative, dai paesaggi concepiti con sole differenti tonalità di bianco, ai dipinti - come i propri Autoritratti - immersi nel nero della notte. E' considerato un pittore di grandi finezze, la sua espressione poetica e figurativa lo ha portato in una posizione rilevante nell'arte figurativa italiana del dopoguerra.
«Mattioli è un artista elementare, assorbito dalla osservazione delle forme e degli episodi della natura fino a un certo purissimo grado di immedesimazione sensuale e mentale non mai però fino al punto di comprimere la sua propria misura contemplativa, da farle torto.»
