Mientras estaba en la escuela de cine de NYU, Gubler fue encontrado por un buscador de modelos y luego trabajó como modelo. También clasificó # 46 en la lista de los 50 mejores modelos masculinos. Ha modelado marcas como Burberry, Marc, y otros. Después de haber comenzado a modelar, Gubler tenía una oferta de prácticas de Wes Anderson, quien le animó a audicionar para un papel en su película "La Vida Acuática" con Steve Zissou. Gubler lo hizo, y consiguió el papel de Nico. Esto condujo a su papel como el Dr. Spencer Reid en Mentes criminales, donde en un episodio que terminó él mirando por el cañón de un arma, recibió los ratings más altos en la historia del programa (por episodio) en más de 25 millones de espectadores. Mientras que Matthew es un actor muy conocido en el programa de televisión Mentes criminales, él también participa en la dirección. También ha interpretado la voz de Simon en 2007 de Alvin y las Ardillas y de nuevo en 2009 por Alvin y las Ardillas. Tuvo pequeños papeles en las películas ¡Vaya vacaciones!, 500 días con ella y The Great Buck Howard Protagonizó How to Be a Serial Killer con el papel de Bart y Magic Valley (antes llamada Buhl) con el papel de Mok y dirigida por su amigo Jaffe Zinn miembro del grupo musical Folded Light. Tiene un sello discográfico, CornStalk Recordings, desde el cual apoya la carrera musical de sus amigos Steve Damstra, miembro de Folded Light y cofundador de la web Gublerland. Así como también la de su buen amigo Ryan Pardey, miembro de Halloween Town cuya web ha diseñado con sus dibujos Matthew Gray Gubler.