Formé au Montpellier HR, Matthieu Petitdemange fait ses débuts avec l'équipe première lors de la saison 2009-2010, disputant un match du Top 14 et deux rencontres du Challenge européen[1].
Il connaît des sélections en équipe de France des moins de 18 ans en 2005 dans le cadre du Tournoi des cinq nations, en équipe de France des moins de 19 ans en 2006 dans le cadre du Tournoi des cinq nations et en équipe de France universitaire en 2009 toujours dans le cadre du Tournoi des cinq nations[réf. nécessaire].