Matías Sepúlveda inició su carrera como futbolista desde muy pequeño, probando suerte en varios clubes entre ellos Coquimbo Unido, Magallanes y Colo-Colo ya que un veedor lo vio dominando un balón en un supermercado aledaño al Estadio Monumental.
No obstante, su papá lo invitaba a jugar fútbol, comenzando entusiasmarse con la práctica de este.
En 2015, junto a su compañero Matías Meneses participa en la Copa UC Sub-17 de 2015, ya que fue nominado por el técnico Hernán Caputto, obteniendo el tercer lugar del torneo y marcando en una oportunidad en el certamen.
En julio de 2016 viaja con O'Higgins a Irlanda del Norte para disputar la SupercupNI o también conocida como Milk Cup, donde se destacó por convertir una tripleta contra el Vendée de Francia, y finalmente logrando ganar el campeonato,[4] siendo el primer club chileno en obtenerlo.
[5] Rápidamente, los hinchas de O'Higgins y la prensa deportiva comparó a Sepúlveda con Pedro Pablo Hernández, ya que poseen características similares, como la posición en la cancha, el pie hábil (zurdo) y la técnica con el balón.