Il interprète ses premiers rôles au théâtre dans les pièces Meurtre dans la cathédrale (Murder in the Cathedral, 2003) et Le Maître et Marguerite (The Master and Margarita, 2004), la première avec le National Youth Theatre, la deuxième avec le Lyric Hammersmith.
En , il est choisi pour jouer le onzième Docteur dans la série télévisée britannique Doctor Who. Sa première apparition s'effectue dans la deuxième partie de La Prophétie de Noël, diffusée le . Il joue dans les cinquième, sixième et septième saisons. Il fait également une petite apparition dans le premier épisode de la saison 8. Il a comme compagnons notable Amélia Pond, Clara Oswald, Rory Williams, Strax, madame Vastra et Jenny Flint. Matt Smith est aujourd’hui le plus jeune acteur à avoir interprété le Docteur. Il rencontre les Daleks, les Cybermen, les Sontariens, les anges pleureurs, les guerriers de glace, le silence. Il est le premier Docteur dont la saison fut dirigé par le showrunner Steven Moffat. Il se fait remarquer pour son interprétation du Docteur, mi-jeune, mi-vieux, extrêmement fanfarone et loufoque. Il y interprète un Docteur avec un caractère joyeux et attachant mais peut parfois se montrer triste, mélancolique ou colérique comme dans les épisodes Les Anges prennent Manhattan, L'Heure du Docteur ou encore La Pandorica s'ouvre. Plusieurs caractéristiques de ce Docteur sont devenus assez mythiques, comme le nœud papillon, le fez, le chapeau de cow-boy ou les bretelles ; ou encore des expressions telles que « Yowza » ou « Géronimo ». Son plat fétiche est le poisson pané à la crème anglaise.
En 2016, il est à l'affiche du film Orgueil et Préjugés et Zombies de Burr Steers inspiré d'un roman de Seth Grahame-Smith. Il y joue le rôle de M. Collins, un pasteur anglais. Il figure à l'affiche de ce film avec son ex-femme Lily James.
Depuis 2022, il interprète le rôle du prince Daemon Targaryen dans la série House of the Dragon, le préquel de la série à succès de HBO, Game of Thrones. La série est un succès immédiat qui réalise le meilleur lancement de HBO avec 10 millions de téléspectateurs pour son pilote.
Vie privée
De 2014 à 2019, Matt Smith est en couple avec l'actrice britannique Lily James[6],[7],[8].