Родился Михаил Львович в Луганске, в семье рабочих. После окончания строительного техникума работал на заводе, в это же время начал печатать свои стихи в местных газетах и журналах, часто выступал на литературных вечерах.
В начале 1930-х приехал в Москву учиться в Литературном институте, увлёкся древнерусской литературой. В 1939 году, окончив институт, поступил в аспирантуру, стал членом Союза писателей СССР.
В годы Великой Отечественной войны служил военным корреспондентом в газетах Западного, Северо-Западного, Второго Белорусского фронтов. Во фронтовых газетах систематически появлялись стихотворные фельетоны и частушки Матусовского.
В 1940 году вышла дебютная книга стихов Михаила - «Моя родословная». В 1950 году Матусовским была написана песня «Школьный вальс» на музыку Исаака Дунаевского.
В 1977-1978 годах написал автобиографическую повесть «Семейный альбом», которая была опубликована в 1983 году, рассказывающая о его детстве и юности в родном городе Луганске.
В 1977 году поэт был удостоен Государственной премии СССР. Автор всемирно известных песен «На безымянной высоте», «С чего начинается Родина», «Это было недавно, это было давно», «Берёзовый сок», «Вологда», «Старый клён» и многих других.
Матусовский удостоен государственных наград: ордена Октябрьской Революции, Отечественной войны II степени, Трудового Красного Знамени, Красной Звезды. С апреля 1987 года - почётный гражданин Луганска.
Умер 16 июля 1990 года в Москве.
