Georges Mathieu werd vooral bekend om zijn spontane publieke schilderacties. Hij wordt beschouwd als de belangrijkste vertegenwoordiger van het abstract expressionisme, het Tachisme en na André Malraux als de belangrijkste westerse kalligraaf.

Georges Mathieu is autodidact. Hij studeerde eerst filosofie, rechten en engels. Hij begon op zijn eenentwintigste in 1942 te schilderen. Hij schilderde eerst landschappen en portretten. Na de oorlog ging hij in Parijs voor het Amerikaanse bedrijf LAST American Lines werken, waar hij de public relations voor deed.

Sinds 1944, beïnvloed door Pollock, Wols en Hans Hartung begon hij te schilderen in een non-figuratieve schilderstijl, lyrisch abstract. In 1947 begon zijn abstracte werk de aandacht te trekken vanwege het feit dat hij rechtstreeks met de verftube schilderde. Ook in 1947 exposeerde Mathieu op de 'Salon des Réalités Nouvelles' en vormde samen met de dichter en schilder Camille Bryen de groep 'Non-figuration psychique', die nauw verwant is met het automatisch Tachisme.

In 1952 maakte Mathieu een reis naar de VS en nam in 1953 deel aan de tentoonstelling 'Younger European Painters' in het Guggenheimmuseum in New York.

In 1956 maakte Georges Mathieu een monumentaal olieverfschilderij voor het Théâtre Sarah Bernhardt in Parijs. In 1957 schilderde Mathieu in Tokio een uur voor de vernissage van zijn expositie een 15 meter lang schilderij, waarmee hij tegelijkertijd een van de eerste Happenings op touw zette. In 1959 nam Mathieu deel aan de Documenta 2 te Kassel.

Vanaf 1962 maakte hij ook grote beeldhouwwerken, meubelontwerpen, tapijten, muurschilderingen en publiceerde hij geschriften over het Tachisme, waaronder D'Aristote à l'abstraction lyrique, Au-delà du Tachisme (1963), Epître à la jeunesse.

In 1967 maakte Mathieu een reeks affiches voor Air France en in 1974 ontwierp hij een nieuwe munt van 10 francs. In 1975 werd Mathieu lid van de Parijse Académie des Beaux-Arts.