Mathilde Henrot si è diplomata presso la HEC Business School, INALCO (laurea in cinese), Paris X (laurea in filosofia) e Paris II (LLM in diritto d'autore letterario e artistico).
Ha lavorato 8 anni per MK2 come direttrice delle vendite, occupandosi anche di acquisizioni. Nel 2010, insieme ad Alessandro Raja, ha fondato Festival Scope Pro, il servizio online di riferimento per i professionisti dell’industria cinematografica che permette di vedere on demand i film dei più prestigiosi festival internazionali.
Festival Scope, lanciato dal duo nel 2016, si concentra invece sulle riprese di film dei festival per un pubblico di appassionati di cinema di tutto il mondo. Insieme ad ARTE, nel 2016 ha anche creato ArteKino, una piattaforma che presenta al pubblico europeo i talenti europei emergenti e rinomati sia online che nelle sale cinematografiche.
Ha fondato anche Maharaja Films, casa di produzione il cui catalogo comprende The Strife of Love in a Dream e Saturday di Camille Henrot; Smugglers' Songs di Rabah Ameur-Zaïmeche, Premio Jean Vigo nel 2011 e selezionato al Concorso internazionale del Locarno Film Festival nel 2011; Alps diretto da Yorgos Lanthimos presentato al Concorso di Venezia nel 2011 e vincitore del premio per la Miglior sceneggiatura. Dal 2012 cura il programma Kinoscope del Festival di Sarajevo. Dal 2019 è membro del Comitato di selezione del Locarno Film Festival.