Né à Paris, Mathieu Grébille part vivre, à l’âge de 7 ans, en Martinique. Il commence le handball, tout en devenant vice-champion de France cadet de saut en hauteur. Il intègre le centre de formation de Montpellier avant de participer, à 18 ans, à son premier match professionnel.
En 2012, il fait ses débuts en équipe de France. Il remporte deux titres majeurs avec les Bleus, le championnat d’Europe 2014 et le championnat du monde 2015.
Il rejoint le Paris Saint-Germain, son deuxième club en carrière, après 12 ans au MHB.
