Urodzona 17 stycznia 1968 r. Mathilde jest przedstawicielką filmowego klanu Seignerów. Wnuczka Louisa Seigner, siostrzenica Françoise, siostra Marie-Amélie i Emmanuelle, a zatem także szwagierka Romana Polańskiego. Pierwszy raz w kinie pojawiła się w 1994 r. u boku siostry Emmanuelle w filmie Claude'a Millera Le Sourire. Wcielając się w matkę nastolatka zagrała swoją pierwszą dużą rolę w filmie Rosine (1995, Christine Carriere), uwieńczoną nagrodą Michel-Simon w tym samym roku. W 1997 r. potwierdziła swój talent, otrzymując nominację do Césara w kategorii najlepiej zapowiadającej się aktorki za film Nettoyage a sec w reżyserii Anne Fontaine. Kolejne sukcesy to udział w filmach: Salon piękności Wenus (Vénus beauté /instytut/, 1999, reż. Tonie Marshall, nominacja do Cesara za najlepszą rolę drugoplanową), Harry, twój prawdziwy przyjaciel (Harry, un ami qui vous veut du bien, 2000, reż. Dominik Moll, nominacja do Cesara za najlepszą rolę drugoplanową), Betty Fisher i inne historie (Betty Fisher et autres histoires, 2001, reż. Claude Miller, nagroda dla najlepszej aktorki na festiwalu w Montrealu), Une hirondelle a fait le printemps (2001, reż. Christian Carion, nagroda dla najlepszej aktorki na Cabourg Romantic Film Festiwal). Staje się jedną z gwiazd kina francuskiego dzięki kolejnym filmom: Mleko ludzkich uczuć (Le lait de la tendresse humaine, 2001, reż. Dominique Cabrera), Madame Sans-Gene (2002, reż. Philippe de Broca), Mariages! (2004, reż. Valérie Guignabodet). Seigner gra także w telewizji i w teatrze. Znana ze swego silnego charakteru, przyjmuje role skrajnie różne: od seryjnej morderczyni po inspektora policji. W 2004 r. wystąpiła u Claude'a Leloucha w filmie Le Genre humain - 1ere partie: Les parisiens. Bardziej znane są jednak jej role komediowe w filmach takich, jak: Belle Maman (1998, reż. Gabriela Aghion), Salon piękności Wenus, Inch Allah Dimanche (2001, reż. Yamina Benguigui), Palais Royal! (2005, reż. Valérie Lemercier).