Матвій Пономаренко народився 11.01.2006 року в місті Миронівка Київської області.

Перші кроки у футболі робив у місцевій дитячій спортивній школі №1, перший тренер – Галич Михайло Володимирович. До «Динамо» прийшов у семирічному віці, у ДЮФЛ виступав виключно за «біло-синіх».

Сезон 2022/2023 років провів на правах оренди у юнацькій команді луганської «Зорі», взяв участь у 24 матчах, забив 4 м’ячі.

Своїми виступами 17-річний Матвій звернув на себе увагу тренерів першої команди «Динамо», взявши участь у кількох спарингах на зимових зборах на початку 2023 року. У лютому того ж року із талановитим нападником було підписано довгостроковий професійний контракт.

Повернувшись з оренди влітку 2023 року, Пономаренко поступово почав залучатися до тренувань в обоймі першої команди, при цьому виступаючи також за «Динамо» U19.

У сезоні 2023/24 форвард забив 24 мʼячі у 28 матчах за «Динамо» у чемпіонаті U19, встановивши рекорд результативності за сезон серед усіх клубів у чемпіонатах U19. Також він був лідером в історичному реєстрі найкращих бомбардирів Чемпіонату U19, та наприкінці сезону 2024/25 його рекорд оновив одноклубник Дмитрій Кремчанін. 

Матвій також виступав за «Динамо» U19 на міжнародній арені – у Юнацькій Лізі УЄФА. А у складі юнацької збірної України U19 здобув бронзову медаль Чемпіонату Європи – 2024, зробивши вагомий внесок у цей успіх. 

У складі першої команди «Динамо» Пономаренко дебютував 3 листопада 2023 року, в «українському класичному» - «Динамо» приймало «Шахтар». Він вийшов на заміну на 88-й хвилині гри, ставши четвертим наймолодшим дебютантом команди в УПЛ (у віці 17 років і 296 днів). 

А премʼєрний гол за основну команду «Динамо» Матвій забив 1 травня 2024 року , зробивши рахунок 2:0 у домашньому матчі з «Вересом» у рамках 5-го туру VBET Ліги (кияни перемогли з рахунком 3:0). 

Сезон 2024/25 Пономаренко завершив подвійним чемпіонством – другий рік поспіль у чемпіонаті U19, а також у Премʼєр-Лізі, де він щоправда провів лише дві гри, відзначившись одним забитим мʼячем.