בשנת 2009, הודיעה RSC על כוונתה להעלות עיבוד תיאטרוני של ספר הילדים "מטילדה" למחזמר, עם דניס קלי כמחזאי, טים מינצ'ין כמלחין ופזמונאי, מת'יו וורצ'וס כבמאי, כריס נייטינגייל כמנצח התזמורת, רוב האוול כמעצב התפאורה ופול קיב כאחראי על אפקטים מיוחדים. המחזמר עלה לראשונה בתיאטרון "Courtyard" שבסטרטפורד על האייבון, ווריקשייר, ב-9 בדצמבר 2010, לאחר תקופת הרצה שהחלה ב-9 בנובמבר. על הכוריאוגרפיה של המחזמר הופקד פיטר דרלינג. השחקן ברטי קארוול כיכב בתפקיד גב' טראנצ'בול, יחד עם פול קיי וג'וזי ווקר בתפקיד מר וגב' סטמבל (הוריה של מטילדה), וולורן וורד בתפקיד מיס האני. שלוש שחקניות צעירות, אדריאנה ברטולה, ג'וזי גריפית'ס וקרי אינגרם, גילמו לסירוגין את התפקיד הראשי של מטילדה. ב-30 בינואר 2011 הסתיימה הפקת הבכורה של מחזמר זה.
בשנת 2011, המחזמר הוצג לראשונה בוסט אנד של לונדון, בתיאטרון קיימברידג'. במקור, הצגות ההרצה תוכננו להתחיל ב-18 באוקטובר 2011, אך בשל עבודות בנייה, אלו נדחו עד ל-25 באוקטובר. ערב הפתיחה הרשמי נדחה מה-22 בנובמבר ל-24 בנובמבר. המחזמר זכה בלונדון לביקורות חיוביות פה-אחד; פול קיי וברטי קארוול זכו לשבחים רבים על הופעותיהם. רבים מן השחקנים המבוגרים שהופיעו בסטרטפורד שבו לגלם את אותן הדמויות גם בהפקה שעלתה בלונדון. אלינור וורתינגטון קוקס, קליאו דמטריו, סופיה קיילי וקרי אינגרם (היחידה שהופיעה בסטרטפורד ושבה לתפקיד "מטילדה" גם בלונדון) גילמו לסירוגין את התפקיד הראשי.
באוקטובר 2011, המחזמר זכה בפרס לשחקן הטוב ביותר במחזמר (אשר הוענק לברטי קארוול) בטקס פרסי התיאטרון הבריטי, ובנובמבר 2011 זכה נד שרין בפרס על המחזמר הטוב ביותר, במסגרת "The Evening Standard Awards". ההפקה הייתה מועמדת בכל 10 הקטגוריות שעבורן היא הייתה זכאית בפרסי אוליבייה 2012. "ארבע המטילדות" ביצעו יחד את השיר "Naughty" בטקס. המחזמר זכה בשבעה פרסי אוליבייה, עבור המחזמר הטוב ביותר, הבמאי הטוב ביותר (מת'יו וורצ'וס), השחקן הטוב ביותר במחזמר (ברטי קארוול), השחקנית הטובה ביותר במחזמר (כל ארבע המטילדות), הכוריאוגרפיה הטובה ביותר עבור תיאטרון (פיטר דרלינג), עיצוב התפאורה הטוב ביותר (רוב האוול) ועיצוב הקול הטוב ביותר (סיימון בייקר). היה זה מספר שיא של זכיות עבור הפקה אחת בהיסטוריה בת ה-36 שנה של טקס פרסים זה.
באפריל 2012, סטיב פורסט והאלי פלאהרטי נכנסו לתפקידיהם של מר סטמבל ומיס האני, במקומם של פול קיי ולורן וורד. סופיה קיילי וקרי אינגרם הוחלפו על ידי ג'ייד מרנר ואיזובל מולוי (שקודם לכן גילמה את אמנדה). ברטי קארוול עזב ביולי 2012 את התפקיד של גב' טראנצ'בול והוחלף בדייוויד לאונרד, שנכנס לתפקיד באוגוסט. יחד איתו ארבע שחקניות חדשות החלו לגלם את דמותה של מטילדה: לוסי-מיי ביקוק, היילי קנהאם, קלואי הות'ורן ולארה וולינגטון.
ב-19 בנובמבר 2012 הוזמן צוות השחקנים הלונדוני להופיע ב-"Royal Variety Performance" ששודר בשידור חי בתחנת הטלוויזיה ITV ב-3 בדצמבר. הם ביצעו את השירים ""When I Grow Up" ו-"Naughty"" עם קלואי הות'ורן בתפקיד הראשי. שלוש השחקניות האחרות המגלמות את מטילדה הופיעו בקטע הקישור שקדם להופעה.
במרץ 2013, היילי קנהאם עזבה את ההפקה, והוחלפה על ידי אליס בלייק וכריסטינה פריי. לוסי-מיי ביקוק עזבה בתחילת מאי 2013. השינוי המשמעותי הבא בצוות השחקנים התרחש בספטמבר 2013 - הפעם רוב השחקנים הבוגרים התחלפו, יחד עם קלואי הות'ורן שעזבה ב-1 בספטמבר. שתי מטילדות חדשות - לולי מקנזי וג'ורג'יה פמברטון - החלו להופיע בשבוע שלאחר כן. לארה וולינגטון נשארה ארבעה שבועות נוספים אחר כך, ופרשה מההפקה ב-29 בספטמבר - בכך הפכה לשחקנית שהופיעה הכי הרבה זמן כמטילדה, שיא שנשבר באוקטובר 2017.
צוות השחקנים פתח את ההופעה של מופע צדקה עבור "Children in Need" בשנת 2013. הם ביצעו מחרוזת שירים של המחזמר, עם ג'ורג'יה פמברטון בתפקיד מטילדה.
מכל השחקניות שגילמו את מטילדה, רק לולי מקנזי נשארה במהלך חילופי גברי שנערכו בצוות השחקנים במרץ 2014. שינויים אלו החלו עם עזיבתה של אליז בלייק ב-9 במרץ יחד עם שחקנים-ילדים אחרים. היא הוחלפה בטאשה צ'אפל. פריי ופמברטון הוחלפו על ידי שתי מטילדות חדשות, קארה ג'נקינס ולוטי סיציליה, שהופיעו לראשונה בתפקיד זה בשבועות הבאים, ב-18 במרץ וב-25 במרץ בהתאמה.
מקנזי וג'נקינס עזבו את ההפקה ב-7 בספטמבר וב-5 באוקטובר. שתי מטילדות חדשות - מטילדה שאפלנד וויולט טאקר - הופיעו לראשונה ב-9 בספטמבר וב-19 בספטמבר. שאפלנד הופיעה קודם לכן במחזמר "עלובי החיים", ואילו עבור טאקר הייתה זו הופעת הבכורה של בוסט אנד. מבין כל המטילדות, שאפלנד וטאקר היו היחידות שנותר בחילוף הבא שנערך בצוות השחקנים של ההפקה, במרץ 2015. שינוי זה החל עם עזיבתן של טאשה צ'אפל ולוטי סיציליה, יחד עם שחקנים-ילדים אחרים. הם הוחלפו באנה לואיז נייט ולארה מקדונל. במהלך ספטמבר 2015, טאקר ושאפלנד עזבו את המופע והוחלפו באווי הון וליזי וולס. ב-27 בינואר 2016, פורסם כי שלוש מטילדות חדשות - קלרה ריד, אמילי מאי סטפנסון וזאריס-אנג'ל האטור - יצטרפו להפקה בחודש מרץ. בסוף ספטמבר 2016 דווח כי הון תעזוב יחד עם סטפנסון, לאחר תקופת קצרה יחסית. השתיים הוחלפו בשתי מטילדות חדשות - שרה שין ואבי ונה. הופעות הבכורה שלהן כמטילדה נערכו ב-13 בספטמבר וב-22 בספטמבר, בהתאמה.
הופעה של המחזמר שתוכננה לשעה 19:30 בתאריך 21 בדצמבר 2016 בוטלה, בשל היעדרות של שחקנים רבים, לרבות ילדים ומחליפיהם, בגין מחלה. עקב כך, לארה מקדונל ואמילי מאי סטפנסון (אשר שתיהן גילמו בעבר את התפקיד של מטילדה) חזרו כדי להופיע בהצגות שתוכננו לתאריכים 22–24 בדצמבר. גם בהפקות אחרות בקרבת מקום, כגון ""Dreamgirls" ו-"רנט", היו מקרים רבים של היעדרויות של שחקנים בשל מחלה בתקופה זו, ולא ברור אם האירועים הללו קשורים זה לזה או לא.
ב-2 במרץ 2017, הוכרז כי החל מה-14 במרץ 2017 את התפקיד הראשי יגלמו לסירוגין ליליאן הרדי, אמה מור, אווה-מארי סאפרי ואבי ונה, עם עזיבתן של שין, האטור וריד. לצוות זה היו שתי הופעות פומביות. אבי ביצעה את השיר "Naughty"" באירוע West End Live ב-24 ביוני 2017, ואמה ביצעה את אותו השיר באותו האירוע, למחרת היום. הרדי, סאפרי, וונה ​​עזבו את ההפקה ב-12 בספטמבר 2017.
ב-5 בספטמבר 2017, הודיעה הלהקה השייקספירית המלכותית כי שלוש שחקניות חדשות יכנסו לתפקיד מטילדה לאור עזיבתן של הרדי, סאפרי, וונה: לילי-מיי אוונס, קיטי פיטרקין, וסוואנה ריד. שלושתן הצטרפו לאמה מור, שנשארה בתפקידה על אף מספר חילופים בצוות השחקנים, שכללו את ליהוקם של דייוויד שאנון (לתפקיד גב' טראנצ'בול), ג'ינה בק (מיס האני) וטום אדן ומריאן בנדיקט (מר וגברת וורמווד). הופעת הבכורה של צוות שחקנים זה נערכה ב-12 בספטמבר 2017. המטילדות החדשות (אוונס, פיטרקין וריד) הופיעו יחד בראיון טלוויזיוני בתוכנית הטלוויזיה "Blue Peter" של ה-BBC ב-19 באוקטובר 2017 על מנת לקדם את המופע עם הרכב השחקנים החדש, אולם הייתה זו אבי ונה, מי שגילמה בעבר את מטילדה, שביצעה בתוכנית את השיר "Naughty", מה שהופך אותה לשחקנית שגילמה את מטילדה במשך הזמן הארוך ביותר עד כה, לאחר שלקחה את התואר הזה מלארה וולינגטון.
השינוי הבא בצוות השחקנים דווח ב-2 במרץ 2018. ריד ואוונס ימשיכו בתפקיד מטילדה, בעוד פיטרקין ומור הוחלפו בשרה מונדיי ואוליביה וולס. גם חלק מהשחקנים הילדים הוחלף הפעם. צוות שחקנים זה החל להופיע ב-13 במרץ 2018. יחד עם פרסום זה, RSC הודיעה גם על הגרלה חדשה באינטרנט, המאפשרת לקהל הצופים ההזדמנות לרכוש את "המושבים הטובים ביותר באולם" במחירים מוזלים.
הפקת ברודוויי המקורית.
ב-29 בפברואר 2012, הלהקה השייקספירית המלכותית הודיעה כי המופע יועלה בברודוויי החל מאביב 2013. עלילת המחזה עדיין תתרחש באנגליה, למרות הציפייה כי ההפקה תעבור אמריקניזציה. ב-19 ביולי 2012, פורסם כי המחזמר יועלה לראשונה ב-11 באפריל 2013 בתיאטרון שוברט, עם הצגות הרצה החל מה-4 במרץ 2013. ברטי קארוול ולורן וורד שבו לגלם את דמויותיהן של גב' טראנצ'בול ומיס האני. גם טד וילסון המשיך עם הפקה זו בתפקיד אריק. לתפקיד של מטילדה לוהקו ארבע שחקניות: סופיה גנוסה, אונה לורנס, ביילי ריון ומילי שפירו.
ההעברה לניו יורק עלתה 16 מיליון דולר. הצגת הבכורה התקיימה כמתוכנן, ב-11 באפריל 2013, עם סופיה גנוסה בתפקיד הראשי. בהפקה זו נערכו מספר שינויים קטנים לעומת ההפקה המקורית של לונדון; כמה מילים שונו כך שיתאימו לקהל האמריקאי וסצנות נוספות עשו שימוש באזור בור תזמורת שבאולם התיאטרון. החל מיוני 2013, ההפקה של ברודוויי כללה גם אוברטורה.
ב-1 בספטמבר 2013, הופיעו וורד וקארוול בפעם האחרונה. ג'יל פאיס הצטרפה לצוות השחקנים בתפקיד מיס האני, והופיעה לראשונה ב-3 בספטמבר. קרייג ביירקו נכנס לתפקיד גב' טראנצ'בול ב-17 בספטמבר, לאחר שהחלים מפציעה. באוקטובר 2013 "מטילדה" שברה את שיא ההכנסות בקופות הכרטיסים של תיאטרון שוברט. ב-19 בנובמבר פורסם כי ביירקו לא ישוב לגלם את גב' טראנצ'בול בשל "נסיבות רפואיות", בעקבות פציעה בכתף ​​במהלך החזרות. כריס הוך, השחקן המחליף עבור התפקיד של גב' טראנצ'בול, הוחתם לביצוע התפקיד למשך תקופת היעדרותו של ביירקו עד לחודש ינואר.