Der aus München stammende Tenor Mathias Frey studierte zunächst Architektur, bevor er erst im Erwachsenenalter seinen ersten privaten Gesangsunterricht bekam. Zusätzlich zu seinem Studium am Wiener Konservatorium in der Johannesgasse bei Yuly Khomenko erhielt er Unterricht bei Wolfgang Müller-Lorenz, Rainer Trost sowie bei Renata Scotto an der Academia Santa Cecilia in Rom.

Nach einem dreijährigen Festengagement am Theater Hof in Bayern und einem Jahr am Stadttheater Klagenfurt, war Mathias Frey zuletzt vier Jahre lang Mitglied des Ensembles am Musiktheater in Linz. An diesen Häusern sang er ein breit gefächertes, zunehmend lyrisches Opern- und Operettenrepertoire. Neben klassischen Mozartpartien wie Tamino in „ Die Zauberflöte“, oder Belmonte und Pedrillo in „Die Entführung aus dem Serail“, interpretiert er auch italienisches Fach wie Nemorino in „Der Liebestrank“, Tebaldo in „I Capuleti e i Montecchi“ oder Cassio in „Otello“. Nach Linz gelangte Mathias Frey nicht zuletzt durch ein gelungenes Einspringen als Narraboth, welchen er zuvor in der preisgekrönten Klagenfurter „Salome“-Inszenierung von Michael Sturminger verkörperte. Bei den Salzburger Festspielen war er 2018 und 2019 in „Salome“ von Romeo Castelluci unter der musikalischen Leitung Franz Welser-Möst als Zweiter Jude engagiert.

Weitere freischaffende Tätigkeit führte Mathias Frey u. a. an das Teatro Comunale di Bologna, das Teatro Regio di Parma, die Sächsischen Landesbühnen, das Theater Nordhausen, das Theater Augsburg, das Theater an der Wien oder das Festival Immling.