En juillet 2023, Matheus Lima remporte le 400 m haies des championnats d'Amérique du Sud, dans le temps de 49 s 44. Il remporte deux médailles durant les Jeux panaméricains de 2023, l'argent dans l'épreuve du 400 m haies et l'or dans celle du relais 4 × 400 m.
Le , il descend pour la première fois de sa carrière sous les 45 secondes sur 400 m en réalisant le temps de 44 s 52 à São Paulo. Il signe à cette occasion la deuxième meilleure performance brésilienne sur cette distance derrière le détenteur du record national Sanderlei Parrela[1].
