Умер от осложнений рака толстой кишки. Рак был обнаружен за несколько лет до смерти во время операции на сердце.
Имеет русско-еврейское проиcхождение.
Полное имя - Уолтер Джон Мэттау (Walter John Matthau).
Отец Уолтера был священником в России.
Есть старший брат Генри Мэттау.
Во время Второй мировой войны Маттау проходил активную службу в качестве радиста-наводчика в Военно-воздушных силах армии США в составе Восьмой воздушной армии Великобритании, командуя сводным бомбардировщиком B-24 Liberator. Он был в той же 453-й бомбардировочной группе, что и Джеймс Стюарт. Он закончил войну в звании штаб-сержанта.