Diplômé en architecture à Florence, il fonde en 1961 le groupe d’architectes urbains « Città Nuova » avec Pierluigi Cervellati, Umberto Maccaferri, Franco Morelli, Gianpaolo Mazzucato et Mario Zaffagnini.

En 1965, avec le groupe d’architectes urbains « Città Nuova », il participe au concours « Studio Artemide Domus di Milano », par lequel Artemide et Editrice Domus entendent explorer de nouvelles façons de concevoir les lampes comme objets d’éclairage.

Le projet présenté était une lampe inspirée de la forme d’une méduse. Mattioli et les professionnels du groupe ont travaillé sur de nouvelles façons d’obtenir une lumière ambiante tamisée grâce à un dispositif destiné à dissimuler l’ampoule.

Le projet a été couronné de succès : la lampe a été produite à partir de 1967 sous le nom de Nesso ; elle est devenue une icône symbolique de ces années-là et a connu un succès durable, comme en témoigne son exposition permanente au Museum of Modern Art (MOMA) de New York.

Créateur de classiques modernes, Mattioli n’a jamais renoncé à penser différemment : intellectuel passionné par la société civile, il a également été l’auteur technique des plans d’urbanisme historiques de la municipalité de Bologne à la fin des années 1960. Il a été embauché par le conseiller municipal de l’époque, Giuseppe Campos Venuti, et y est resté sans interruption, comme employé et cadre supérieur des bureaux techniques, jusqu’en 1999. Il a collaboré au plan du centre historique, au plan du coteau, au plan de la zone industrielle, au plan directeur de 1985-1986 et au nouveau nœud ferroviaire.

Il est décédé en 2018 à l’âge de 85 ans.