Матвій Пономаренко народився 11.01.2006 року в місті Миронівка Київської області.

Перші кроки у футболі робив у місцевій дитячій спортивній школі №1, перший тренер – Галич Михайло Володимирович. До «Динамо» прийшов у семирічному віці, у ДЮФЛ виступав виключно за «біло-синіх».

Сезон 2022/2023 років провів на правах оренди у юнацькій команді луганської «Зорі», взяв участь у 24 матчах, забив 4 м’ячі.

Своїми виступами 17-річний Матвій звернув на себе увагу тренерів першої команди «Динамо», взявши участь у кількох спарингах на зимових зборах на початку 2023 року. У лютому того ж року із талановитим нападником було підписано довгостроковий професійний контракт.

Повернувшись з оренди влітку 2023 року, Пономаренко поступово почав залучатися до тренувань в обоймі першої команди, при цьому виступаючи також за «Динамо» U19.

У сезоні 2023/24 форвард забив 24 мʼячі у 28 матчах за «Динамо» у чемпіонаті U19, встановивши рекорд результативності за сезон серед усіх клубів у чемпіонатах U19. Також він був лідером в історичному реєстрі найкращих бомбардирів Чемпіонату U19, та наприкінці сезону 2024/25 його рекорд оновив одноклубник Дмитрій Кремчанін. 

Матвій також виступав за «Динамо» U19 на міжнародній арені – у Юнацькій Лізі УЄФА. А у складі юнацької збірної України U19 здобув бронзову медаль Чемпіонату Європи – 2024, зробивши вагомий внесок у цей успіх. 

У складі першої команди «Динамо» Пономаренко дебютував 3 листопада 2023 року, в «українському класичному» - «Динамо» приймало «Шахтар». Він вийшов на заміну на 88-й хвилині гри, ставши четвертим наймолодшим дебютантом команди в УПЛ (у віці 17 років і 296 днів). 

А премʼєрний гол за основну команду «Динамо» Матвій забив 1 травня 2024 року , зробивши рахунок 2:0 у домашньому матчі з «Вересом» у рамках 5-го туру VBET Ліги (кияни перемогли з рахунком 3:0). 

Сезон 2024/25 Пономаренко завершив подвійним чемпіонством – другий рік поспіль у чемпіонаті U19, а також у Премʼєр-Лізі, де він щоправда провів лише дві гри, відзначившись одним забитим мʼячем.

Наразі Матвій Пономаренко закріпився в обоймі першої команди клубу, він демонструє високу результативність та є одним із важливих гравців «Динамо». У нинішньому сезоні він продовжує відзначатися стабільністю, залишаючись одним із лідерів атаки. Форвард підтверджує свій статус одного з найперспективніших нападників системи «Динамо». Його прогрес, гольове чуття та досвід виступів як на внутрішній, так і міжнародній аренах роблять Пономаренка важливою частиною майбутнього клубу.

Закономірним результатом його яскравих виступів у складі київського «Динамо» став дебютний виклик до лав національної збірної України у березні 2026 року. А 26 березня молодий нападник дебютував у складі головної команди країни, зробивши черговий важливий крок у своїй кар'єрі. Це відбулося в матчі півфіналу плей-оф відбору на ЧС-2026 проти збірної Швеції. Вихід на поле у футболці національної команди став символічним підтвердженням того, що один із найталановитіших вихованців «Динамо» впевнено переходить на новий рівень своєї кар’єри.

Крім того, за підсумками сезону 2025/2026 Української Прем’єр-Ліги Матвій здобув звання найкращого бомбардира чемпіонату України. Впродовж сезону молодий форвард забив 13 м’ячів, що є найкращим показником серед усіх футболістів у цьому сезоні УПЛ. Досягнення Матвія є ще більш особливим з огляду на те, що він зіграв значно менше часу за конкурентів. Загалом протягом сезону він стабільно демонстрував впевненість попри молодий вік, високу результативність, зрілість гри, холоднокровність у вирішальні моменти та готовність брати на себе відповідальність у важливих матчах. Його прогрес протягом сезону став одним із найяскравіших прикладів того, як вихованці динамівської академії успішно переходять із юнацького футболу на рівень головної команди та національної збірної України.