Mathias Halvorsen er en pianist kjent for sin nyskapende tilnærming til klassisk musikk, og har et omfattende kunstnerisk virke som spenner fra kammermusikk og solokonserter til komposisjon og konseptuelle nytolkninger av tradisjonelt repertoar. Han studerte hos professor Jiří Hlinka (2006–2010) i Oslo og professor Gerald Fauth (2011–2013) i Leipzig.

I 2009 gjenoppdaget Halvorsen manuskriptet til Pianokonsert nr. 5 av den norske komponisten Halfdan Cleve ved Nasjonalbiblioteket i Oslo. Han fremførte senere verket med Lithuanian State Symphony Orchestra under ledelse av dirigenten Gintaras Rinkevičius.

Hans nyeste album, med pianokonserter av Ravel og Korngold (innspilt med Kringkastingsorkestret under ledelse av Otto Tausk), har fått bred anerkjennelse i medier som BBC Record Review, Trouw og Deutschlandfunk Kultur.

Siden 2019 har Halvorsen turnert med fiolinisten Mathieu van Bellen i deres unike arrangementer av operaer som La Bohème, Tosca og Salome. Disse ambisiøse prosjektene samler rollene til solister, kor og orkester i komplette versjoner for fiolin og piano, ledsaget av undertekster som styrker den teatrale opplevelsen. Salome hadde premiere 24. mai 2019 på PODIUMfestival Esslingen, og La Bohème ble innspilt for Backlash Music og fikk svært god mottakelse (BBC Music Magazine Album of the Month, The Sunday Times, Trouw, Klassekampen m.fl.).

Halvorsens mangfoldige diskografi inkluderer også en kritikerrost innspilling av Bachs Das Wohltemperierte Klavier på preparert piano og On Goldberg Variations (2020), et samarbeidsprosjekt med Jan Martin Gismervik. Den andre delen i serien, On Palestrina, er planlagt utgitt i 2025.

I 2022 hadde han premiere på soloprosjektet Lost in Beethoven under Beethovenfest Bonn – en banebrytende, interaktiv musikalsk labyrint basert på Beethovens komplette pianosonater.

Som grunnlegger av den kritikerroste gruppen LightsOut har Halvorsen siden 2010 gitt konserter i totalt mørke. Han er også komponist, og i 2023 hadde operaen hans basert på Agatha Christies Og dermed var det ingen premiere med stor suksess. NRK beskrev verket som «en kriminelt sterk Agatha Christie-opera». Andre prosjekter, som The Square og The Transfigurator 3000, fokuserer på publikumsinteraksjon gjennom alternative notesystemer som bevegelser og trekuber, og inviterer publikum til å komponere i sanntid.

Halvorsen er for tiden kunstnerisk leder for PODIUM – Fartein Valen International Music Festival sammen med Nikolai Matthews.