Mathieu Brochet obtient en 2007 un doctorat ès sciences en microbiologie moléculaire de l’Institut Pasteur de Paris. Formé dans le domaine de l’évolution des bactéries pathogènes, il se spécialise ensuite en parasitologie. Titulaire d’une bourse de l’Organisation européenne de biologie moléculaire (EMBO) puis d’une bourse « Marie Curie » du Conseil européen de la recherche, il effectue de 2008 à 2014 un stage post-doctoral au Wellcome Trust Sanger Institute à Cambridge, où il étudie le développement des parasites responsables du paludisme. Il rejoint l’Institut national de la santé et de la recherche médicale (INSERM) en 2014.

Lauréat d’un Starting Grant du FNS, il est nommé en 2015 professeur assistant au Département de microbiologie et médecine moléculaire de la Faculté de médecine de l’UNIGE. Il y poursuit ses recherches visant à déterminer les mécanismes moléculaires régulant le cycle de vie de Plasmodium, le parasite du paludisme. En 2019, il est lauréat du Young Investigator Award décerné par l’EMBO. Il est nommé, en août 2020, professeur associé.