Fils de Antoine MATHIEU, procureur de la République, et de Charlotte Joséphine RAULEZ.
Ancien élève de l'Ecole polytechnique (promotion 1848, sorti classé 70 sur 122 élèves). Corps des officiers d'artillerie.
Il est remarqué par Freycinet lorsque, jeune capitaine ou commandant, il était adjoint du colonel Thoumas, chef du bureau de l'artillerie à Tours (1870-71).
Général de division, il devient directeur de l'artillerie au ministère de la Guerre dirigé par Charles de Freycinet (1888), qui le qualifie de un des meilleurs directeurs de l'artillerie qu'on ait connus.