Mattia Montini to wychowanek słynnej AS Romy, w której przechodził kolejne szczeble piłkarskiego rozwoju. Z tego klubu wypożyczany był do kilku zespołów niższych lig włoskich. Najbardziej udany był dla niego pobyt w SS Monopoli 1966, gdzie w 35 meczach zdobył 13 goli. W 2011 r. w meczu towarzyskim z Niemcami zadebiutował w reprezentacji Włoch U20.

Przed sezonem 2018/2019 trafił do rumuńskiego Dinamo Bukareszt, gdzie spędził dwa lata. Zagrał tam łącznie w 47 spotkaniach i strzelił 17 bramek. Jego ostatnim klubem była rumuńska Astra Giurgiu, gdzie zagrał w 33 meczach i zdobył 8 goli.