Fille d'une mère française et du musicien sénégalais Wasis Diop, Mati Diop grandit à Paris et, voulant suivre le même chemin que son oncle Djibril Diop Mambety, se dirige vers une carrière de réalisatrice. Formée au Fresnoy (Studio national des Arts contemporains) situé à Tourcoing, dans le nord de la France, elle commence par travailler dans le domaine du théâtre (création sonore et visuelle).

Mati Diop réalise plusieurs courts (Last Night, Atlantiques, Snow Canon, Liberian Boy) et moyens métrages (Big in Vietnam, Mille soleils), souvent remarqués en festivals. En 2019, elle signe son premier long métrage, Atlantique, un prolongement de son court métrage Atlantiques, tourné à Dakar. Ce drame qui mêle observation documentaire et fantastique remporte le Grand Prix au festival de Cannes.

Cette consécration lui permet de devenir la première réalisatrice noire à présenter un long métrage en compétition à Cannes. Elle avait confié : "J'en suis consciente et très heureuse. Si je peux, au moins pour les personnes qui seront sensibles à mon film, représenter, aussi bien du côté féminin que de mes origines africaines, une figure qui est là, tant mieux. Mais je n'y pense pas tous les jours."

Parallèlement, Mati Diop est aussi actrice. En 2008, elle incarne le personnage féminin principal de Trente-cinq Rhums de Claire Denis, qui a l'honneur d'une présentation en compétition au festival de Venise. Elle poursuit en jouant dans des films aussi différents que Hermia y Helena de Matias Piñeiro (2015), Fort Buchanan de Benjamin Crotty (2014) et Simon Killer d’Antonio Campos (2012).

En 2021, Mati Diop est choisie pour être membre du jury du Festival de Cannes présidé par Spike Lee. Cette même année, elle retrouve Claire Denis dans Feu !!, un drame romantique emmené par les pointures Juliette Binoche et Vincent Lindon.

Laurent Schenck