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Après un doctorat en droit des affaires[1], Michel Mathieu commence sa carrière en 1983 à la Caisse régionale du Crédit Agricole du Gard, puis devient en 1995 directeur général adjoint de la Caisse régionale du Midi[2].
En 1990, il obtient sa première nomination en tant que directeur général de la caisse régionale du Gard[3].
En 2005, il devient directeur général de la caisse régionale du Midi[4] dans la perspective de fusionner les deux caisses régionales (Gard et Midi). Cette fusion se réalise en 2007, et donne naissance à la Caisse régionale du Languedoc[5].
En , il devient directeur général délégué de Crédit agricole SA chargé des activités suivantes : finances, ressources humaines, juridique et conformité, informatique, stratégie, études économiques, ressources internes et immobilier[4]. Il est aussi membre du comité exécutif de ce même groupe[6].
En , Michel Mathieu prend la direction générale de LCL et de la banque de proximité à l'international au sein du groupe Crédit agricole SA[7].
Michel Mathieu est l'auteur du livre L'exploitant bancaire et le risque crédit[16], publié en 1995 à la Revue Banque. En 2014 paraît son second ouvrage Nouvelles banques : les banques ne seront plus jamais les mêmes[17]. En 2019, il publie Ville Makers, ouvrage sur le futur des villes, à horizon 2050, en collaboration avec une dizaine d'hommes et de femmes qui œuvrent au quotidien à inventer le futur de la ville[18],[19].