Mateo Gil est un des réalisateurs et scénaristes les plus plébiscités du cinéma espagnol. Il a co-écrit la plupart des films d'Alejandro Amenábar, parmi lesquels Tesis (1996), Ouvre lesyeux (1997) – qui a fait l’objet d’un remake avec Tom Cruise (Vanilla Sky) – Mar Adentro (2004), qui a remporté l’Oscar® du meilleur film étranger, et Agora (2009). Il a aussi travaillé comme assistant réalisateur (Tesis, Ouvre les yeux) et comme second réalisateur (Agora). Il a été nominé pour 7 Goya - dont « Meilleure première réalisation » et « Meilleur réalisateur » - , et en a remporté 4 : « Meilleur scénario original » pour Mar Adentro et Agora, « Meilleure Adaptation » pour La Méthode (2005) réalisé par Marcelo Pyñeiro, et « Meilleur court-métrage – Fiction » pour Tell me I (2008).
Son premier long-métrage est Jeu de Rôles (1999), issu du roman de Juan Bonilla. En 2011, il a réalisé Blackthorn.
