Broderick est né à New York en 1962, fils de Patricia (née Biow), écrivain de théâtre, actrice, et peintre dont le travail a été présenté à titre posthume à la galerie Tibor de Nagy à New York, et de James Broderick, acteur., Sa mère était juive et son père catholique d'origine irlandaise.,, Broderick a été à la City & Country School et au lycée d'Arts Dramatiques Walden de Manhattan (aujourd'hui disparu).
Broderick obtient son premier grand rôle dans On Valentine's Day du dramaturge Horton Foote, pièce produite par HB Studio. Il accompagne sur scène son père qui était en fait un ami de l'auteur. Il joue ensuite un des rôles principaux dans Torch Song Trilogy, pièce semi-autobiographique de Harvey Fierstein. Ce rôle lui permet d'attirer l'attention du critique de théâtre Mel Gussow du New York Times. Broderick commente les effets de cette critique sur sa carrière dans une interview de 2004 :
Il interprète ensuite le rôle d'Eugene Morris Jerome dans Eugene Trilogy, trilogie de Neil Simon (dont les pièces Brighton Beach Memoirs et Biloxi Blues). Neil Simon lui offre également son premier rôle au cinéma dans Max Dugan revient en 1983. La même année il connaît son premier grand succès au cinéma avec WarGames. Il joue ensuite le rôle de Philippe Gaston dans
Ladyhawke, la femme de la nuit en 1985. Broderick refuse ensuite le rôle d'Alex P. Keaton dans la sitcom Family Ties à cause d'un emploi du temps trop chargé. Broderick obtient ensuite le rôle d'un charmeur dilettante dans La Folle Journée de Ferris Bueller. Broderick, qui avait en réalité 23 ans au moment du tournage, y joue le rôle d'un lycéen qui fait l'école buissonnière avec sa petite amie et son meilleur ami dans les rues de Chicago. Les trois compères cherchent à échapper au directeur du lycée qui veut absolument les confondre. Le film est aujourd'hui culte et reste un rôle marquant de Matthew Broderick (en particulier auprès des jeunes spectateurs). Broderick attire également l'attention des critiques en 1989 pour son rôle de héros de la guerre de sécession Robert Gould Shaw dans le film
Glory.
Dans les années 1990, Broderick joue la voix de Simba adulte dans le film d'animation à succès Le Roi lion. Il se distingue par ailleurs pour ses rôles dans deux comédies : dans Disjoncté, il interprète un jeune homme avec lequel Jim Carrey, réparateur déjanté du cable, se lie d'amitié ; dans Election, il joue un professeur de lycée déterminé à empêcher l'actrice Reese Witherspoon) d'être élue présidente du conseil des élèves.
Broderick revient à Broadway dans une comédie musicale au milieu des années 1990 et est récompensé d'un Tony Award pour sa performance dans How to Succeed in Business Without Really Trying et est nommé en 2001 pour son rôle dans la comédie de Mel Brooks Les Producteurs.
Broderick rejoue avec son partenaire du
Roi Lion et de Les Producteurs, Nathan Lane, dans The Odd Couple, qui débute à Broadway en octobre 2005. Son prochain rôle sur les planches sera à Broadway, professeur de lycée, dans The Philanthropist, à partir du 10 avril 2009 et jusqu'au 28 juin 2009.
Il a reçu deux Tony Awards, le premier en 1983 pour Brighton Beach Memoirs et le second en 1995 pour How to Succeed in Business Without Really Trying. Il a également été nommé pour The Producers. À ce jour, Matthew Broderick est le plus jeune gagnant d'un Tony Award du Meilleur Acteur dans une pièce de théâtre.
Broderick a rencontré l'actrice Jennifer Grey sur le tournage de La Folle Journée de Ferris Bueller et s'est fiancé brièvement avec l'actrice en 1986.
Broderick rencontre l'actrice Sarah Jessica Parker par l'intermédiaire de son frère. Le couple se marie le 19 mai 1997. Ils ont ensemble trois enfants : James Wilkie né le 28 octobre 2002 ainsi que les deux jumelles Marion Loretta Elwell et Tabitha Hodge nées le 23 juin 2009, vivent tous les cinq à New York.
Matthew Broderick est gaucher. Il est également fan de baseball et assiste régulièrement aux matchs de son équipe favorite les Mets de New York.
Le 5 août 1987, Matthew Broderick et Jennifer Grey, en vacances en Irlande du Nord dans le Enniskillen, County Fermanagh, roulent sur une route de campagne dans une voiture de location lorsqu'ils percutent une voiture arrivant en sens inverse. La conductrice, Anna Gallagher, 30 ans, et sa mère, Margaret Doherty, 63 ans, meurent sur le coup.
Matthew Broderick, qui n'avait pas bu, reste quatre semaines à l'hôpital de Belfast. Il a les deux jambes et des côtes fracturées, le poumon perforé et souffre de commotion cérébrale. Jennifer Grey n'a été que légèrement touchée. À son réveil, Broderick dit n'avoir aucun souvenir de l'accident et est incapable d'expliquer pourquoi il roulait sur la mauvaise file : « I don't remember the day. I don't remember even getting up in the morning. I don't remember making my bed. What I first remember is waking up in the hospital, with a very strange feeling going on in my leg », indique-t-il.
La charge retenue contre Broderick est « homicide involontaire avec conduite dangereuse » (type d'infraction spécifique au Royaume-Uni), qui peut être sanctionné de cinq ans de prison. Par la suite, les charges sont réduites en conduite avec défaut d'attention et une amende de 175 £. Selon les familles des victimes, le procès aurait été une « caricature de justice ».
Au printemps 2003, Broderick accepte de rencontrer la famille des victimes.