M.A.T.R.A (Mécanique Aviation TRAction) acquiert en 1964 le petit constructeur de voitures sport René Bonnet équipées d'un moteur Renault. Les principes de Bonnet continuèrent à être appliqués sur les voitures de série avec un moteur Renault-Gordini 1100 cm3 de 70 et 90 ch, dotées de freins à disque sur les 4 roues et d'une carrosserie en fibre de verre. En 1966 parut la Djet à culasse hémisphérique et dont la vitesse de pointe était de 175 km/h et en 1967 la firme présenta une nouvelle version 105 ch, de 1250 cm3 ainsi qu'une "2 + 2", la 530, équipée d'un moteur Ford V4, de 1,7 l, dotée d'une carrosserie originale en résine époxy, elle deviendra 530 LX en 1970.
Parallèlement, Matra-Sports se forge un palmarès en compétition: de la première victoire à Reims acquise par Jean Pierre Beltoise en 1965, jusqu'au troisième succès consécutif aux 24 heures du Mans en 1974, Matra sports remportera quelques 124 victoires. Le double titre de champion du monde pilote (Stewart) et constructeur est obtenu en formule 1 dès 1969. En course d'endurance avec son V12, la 670 gagna aux 24 Heures du Mans en 1972, 1973 et 1974, et remporta le championnat du monde des marques en 1973 et 1974.
La Matra-Simca Bagheera apparaît en 1973, c'est un coupé à moteur central transversal, le premier à offrir trois places de front, équipée du moteur de la Simca 1100 Ti de 1294 cm³ (84 ch DIN à 6000 tr/min). La Bagheera S, présentée fin 1975, sera équipée du 1442 cm³ de la Simca 1308 GT. La puissance atteint alors 90 ch DIN à 5800 tr/min.
En 1977, la Rancho est le deuxième modèle réalisé en collaboration avec Simca sous la marque Matra-Simca. Elle préfigure la mode des crossover d'aujourd'hui: position de conduite surélevée, habitabilité et confort "automobile".
La Murena sort en 1980 et succède à la Bagheera: moteur transversal central arrière, trois places de front, sa carrosserie est toujours en fibre de verre, elle sera équipée de trois motorisations: 1 592 cm³ de 92 ch, 2 155 cm³ de 118 ch et 2 155 cm³ de 142 ch.
En collaboration avec Renault, Matra va connaître un véritable essor en fabriquant le Renault Espace, premier monospace, dont la carrosserie est réalisée en matériaux composites et qui sera un succès commercial. Lorsque Renault décide de modifier la structure de l'Espace avec une carrosserie tout-acier, la sous-traitance de Matra n'est plus nécessaire, pour compenser cette perte, Renault laisse à Matra son nouveau concept de "coupé-monospace", l'Avantime qui sort en 2001. Ce sera un échec commercial et Pininfarina rachètera une partie de Matra Automobile (ingénierie, essais, avant-projets et prototypes) en 2003.
Aujourd'hui, Matra Manufacturing & Services, se concentre sur le développement de deux et quatre roues électriques.

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