Родился в Луганске в еврейской семье, его отец Лев Моисеевич Матусовский был фотографом, мать - Эсфирь Михайловна Матусовская (урождённая Брукман, 1888-1952) - была домохозяйкой. Окончил луганскую среднюю школу № 13. Своей первой учительнице Марии Семёновне Тодоровой он посвятит впоследствии стихи «Школьный вальс», ставшие популярной песней. По окончании строительного техникума в Луганске работал на заводе. В это же время начал печатать свои стихи в местных газетах и журналах. В 1933-1934 учился в Донецком институте народного образования, но вскоре бросил его и уехал в Москву. В 1939 году окончил Московский институт философии, литературы и истории имени Н.Г. Чернышевского (МИФЛИ). Слушал лекции Н.К. Гудзия и Г.Н. Поспелова, А.А. Аникста и А.А. Исбаха, В.Ф. Асмуса и Ю.М. Соколова. В том же, 1939 году он стал членом СП СССР. После окончания МИФЛИ Матусовский продолжил обучение в аспирантуре по кафедре древнерусской литературы, где под научным руководством Н.К. Гудзия он подготовил кандидатскую диссертацию по теме «Очерки поэтического стиля древнерусских воинских повестей периода татарского нашествия на Русь». Однако на защиту диссертации, назначенную на 27 июня 1941 года, соискатель не явился: началась Великая Отечественная война, и он, получив удостоверение военного корреспондента, был уже на фронте. Профессор Гудзий настоял на том, чтобы защита прошла в отсутствие соискателя. Через несколько дней находившийся на фронте Матусовский получил телеграмму о присвоении ему степени кандидата филологических наук. В годы Великой Отечественной войны служил военным корреспондентом в газетах Западного, Северо-Западного, Второго Белорусского фронтов. Во фронтовых газетах систематически появлялись стихотворные фельетоны и частушки Матусовского. Первая его песня «Вернулся я на родину», созданная совместно с композитором М.Г. Фрадкиным, прозвучала сразу же после окончания войны.Член ВКП(б) с 1945 года. Во время войны вышли сборники стихов: «Фронт» (1942), «Когда шумит Ильмень-озеро» (1944). В послевоенные годы - сборники и книги стихов и песен: «Слушая Москву» (1948), «Улица мира» (1951), «Всё, что мне дорого» (1957), «Стихи остаются в строю» (1958), «Подмосковные вечера» (1960), «Как поживаешь, Земля» (1963), «Не забывай» (1964), «Тень человека. Книга стихотворений о Хиросиме, о её борьбе и её страданиях, о её людях и её камнях» (1968), «Это было недавно, это было давно» (1970), «Суть: стихи и поэмы» (1979), «Избранные произведения в двух томах» (1982), «Семейный альбом» (1983) и многие другие.