En 2002, Christophe Mathias est admis au Conservatoire à Rayonnement Régional de Paris dans la classe de Marc Coppey. Parallèlement au violoncelle, il étudie la musique de chambre avec Paul Boufil et François Salque, ainsi que l’harmonie. Il participe en 2003-2004 à l’Orchestre Français des Jeunes, placé sous la direction d’Emmanuel Krivine. Cette même année, il obtient le Deuxième Prix au Concours de Cordes d’Épernay. Il poursuit ensuite ses études dans les classes de Philippe Muller et d’Ophélie Gaillard à l’École Nationale de Musique d’Aulnay-sous-Bois, où il obtient un Premier Prix de violoncelle.
Il bénéficie des conseils d’Henri Demarquette, de Christoph Henkel, Roland Pidoux, Dmitry Ferschtman, Anner Bylsma et Rohan de Saram.
En 2004, il est admis dans la classe de Jean-Guihen Queyras à la Musikhochschule de Stuttgart (Allemagne), où il étudie pendant quatre ans. Sa participation aux demi-finales des Concours Bach (Leipzig), Domnick (Stuttgart) et Lutoslawski (Varsovie) est représentative de son intérêt pour une grande variété de styles et d’époques. Il a été sélectionné pour participer en 2006 et 2008 à l’Internationale Ensemble Modern Akademie (Schwaz) et, en 2007 et 2009, au Lucerne Festival Academy sous la direction de Pierre Boulez.
Christophe Mathias est boursier de l'Académie de l'Ensemble Modern à Francfort pour l'année 2008-2009. Le contact direct et privilegié avec les membres de cet ensemble, ainsi qu'avec les compositeurs lui offre la possibilité de se concentrer sur l'étude et l'exécution des musiques du XXème siècle et d'aujourd'hui. Il se produit au sein de cette Académie comme soliste, musicien de chambre ou d’ensemble dans plusieurs festivals tels que le Klangwerktage à Hamburg, Ultraschall à Berlin ou encore Edenkoben.
Christophe Mathias joue un violoncelle de J-L. Prochasson (1994).