Анатолій Матвієнко народився 22 березня 1953 року в містечку Бершадь Вінницької області. Батько - Сергій Кузьмович – працював до виходу на пенсію робітником на Бершадській меблевій фабриці, мати - Марія Павлівна - працювала на тому ж підприємстві бухгалтером.

З 1960 по 1970 рік Анатолій Матвієнко навчається у Бершадській середній школі. Після її закінчення вступає до Львівського сільськогосподарського інституту на факультет механізації сільського господарства. Тут він здобув спеціальність інженера - механіка. Навчався відмінно, був одним з претендентів на Ленінську стипендію, але не отримав її через те, що виступив з різкою критикою комітету комсомолу інституту. У роки навчання активно займався науковою роботою. Виступав за футбольну команду інституту.

На п’ятому курсі одружився. Дружина Ольга також навчалася у Львові. Після закінчення інституту в 1975 році молоде подружжя Матвієнків повертається до рідної Бершаді. Анатолій починає працювати інженером у шляховому управлінні. У 1976 році в сім’ї Матвієнків народився син Віктор.

У 1977 році молодь Бершадського району обирає Анатолія Матвієнка першим секретарем райкому комсомолу.

У 1980 році він був обраний другим секретарем Вінницького обкому комсомолу. Сім’я Матвієнка переїздить до Вінниці, де отримує першу власну квартиру. У 1981 році у Матвієнків народжується другий син - Павло.

У 1985 році Анатолій Матвієнко обираний секретарем ЦК комсомолу України. У 1988 році він вступає до аспірантури Вищої партійної школи і готує дисертацію з проблем економіки.

У 1989 році на перших альтернативних виборах з кількох кандидатур Анатолій Матвієнко обирається першим секретарем ЦК комсомолу України.

У 1990 році Анатолій Матвієнко обираний народним депутатом України по Бершадському виборчому округу. У Верховній Раді 12-го скликання він очолює Комісію у справах молоді.

У 1994 році Анатолій Матвієнко створює Фонд підтримки розвитку мистецтв, діяльність якого була спрямована на матеріальну допомогу молодим талановитим особистостям і творчим колективам.

У 1995–1996 роках Анатолій Матвієнко - заступник Голови Народно-демократичного об‘єднання “Нова Україна”. У лютому 1996 року створюється Народно-демократична партія, Анатолія Матвієнка обирають її Головою. Вперше в історії України Анатолій Матвієнко намагається створити масову партію, яка сполучала б публічних політиків першої демократичної хвилі, прагматиків-бізнесменів та кращу частину чиновництва. На другому з’їзді НДП у червні 1997 року він виступає з різкою критикою корумпованого прем’єр-міністра України П.Лазаренка. Всупереч власній волі Президент Л.Кучма змушений звільнити прем’єра.

У червні 1996 Анатолій Матвієнко призначається головою Вінницької облдержадміністрації і працює на цій посаді до квітня 1998 року. За рахунок наведення елементарного порядку йому вдається суттєво покращити економічну ситуацію в області.

На виборах 1998 року до Верховної Ради України 14 скликання Анатолій Матвієнко знову перемагає в одномандатному окрузі, який охоплює п’ять районів Вінничини, і, прийшовши у парламент, очолює фракцію НДП.

15 травня 1999 року на IV з‘їзді НДП Анатолій Матвієнко добровільно склав повноваження Голови партії та вийшов з її лав, не погодившись з прийнятим внаслідок грубого тиску з боку виконавчої влади рішенням з‘їзду підтримати нині діючого Президента Леоніда Даниловича Кучму на президентських виборах у жовтні 1999 року.

2002-2005 рр. - народний депутат України IV скликання від Блоку Юлії Тимошенко (№2 у списку після самої Юлії Тимошенко), голова Комітету ВР з питань державного будівництва і місцевого самоврядування.

З березня по вересень 2005 року - голова Ради Міністрів Автономної Республіки Крим.

До початку 2006 року - заступник Голови Секретаріату Президента України Олега Рибачука.

2006-2007 рр. - народний депутат України V скликання від блоку “Наша Україна” (№12 у виборчому списку), перший заступник голови парламентського Комітету з питань державного будівництва і місцевого самоврядування.

З листопада 2007 року - народний депутат України VI скликання від блоку “Наша Україна - Народна самооборона” (№22 у списку), член Комітету ВР з питань державного будівництва і місцевого самоврядування.

Сьогодні є членом депутатської фракції Блоку “НАША УКРАЇНА – НАРОДНА САМООБОРОНА”, членом Комітету Верховної Ради України з питань державного будівництва та місцевого самоврядування.

Член Постійної делегації у Парламентській асамблеї ГУАМ.

Захоплення – поезія, футбол, туристичні подорожі. Організував низку піших, велосипедних, яхтових, байдаркових подорожей Україною. Голова Національної Федерації спортивного туризму України.