Geboren am 28. Juli 1955 in Freiburg (D), studierte er Informatik mit Nebenfach Kommunikationswissenschaften an der Universität Bonn. 1983 wurde er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachbereich Informatik der Universität Kaiserslautern. Dort war er im Sonderforschungsbereich "VLSI-Entwurf und Parallelität" tätig und promovierte 1989 mit dem Thema "Verteilte Basisalgorithmen". 1991 bis 1994 war er Professor für Praktische Informatik an der Universität in Saarbrücken und von 1994 bis 1999 Professor für Praktische Informatik und Verteilte Systeme an der Technischen Universität Darmstadt, wo er u.a. das Graduiertenkolleg "Infrastruktur für den elektronischen Markt" aufbaute.
Mattern leitet das Gebiet "Verteilte Systeme" am Departement Informatik der ETH Zürich. Er ist Mitherausgeber mehrerer wissenschaftlicher Zeitschriften, hat über 100 Fachartikel veröffentlicht und führt Forschungsprojekte zum Teil in Kooperation mit industriellen Partnern durch. Seine Forschungsinteressen umfassen Modelle und Konzepte verteilter Berechnungen, Ubiquitous Computing, Internet Anwendungen, das Programmieren paralleler und verteilter Systeme sowie Infrastrukturmechanismen für die dynamische Vernetzung kleiner und mobiler Geräte.