Giovane attore originario di Las Vegas. Si è laureato alla Tisch School of the Arts della New York University. Ha lavorato come modello per storiche griffe come Burberry e Louis Vuitton, prima di dedicarsi alla recitazione. In realtà Gubler ha studiato regia, ma si è ritrovato 'per caso' a fare l'attore. Al cinema ha partecipato al film RV al fianco di Robin Williams, alla commedia Le avventure acquatiche di Steve Zissou con protagonista Bill Murray e alla commedia indipendente 500 giorni insieme. Dal 2005 è nel cast fisso della serie Criminal Minds, dove è il geniale Dottor Reid, e nella stagione 5 ha persino diretto uno degli episodi. Matthew è anche pittore, ha diretto e co-prodotto il video musicale Don't Shoot Me Santa dei Killers, ed è autore di mockumentary trasmessi su YouTube "Matthew Gray Gubler: the Unauthorized Documentary" in cui fa la parodia dello star system hollywoodiano. Ha prestato la sua voce per i film Alvin Superstar 1 e 2.