Quando il padre salì al trono, Matteo fu nominato coimperatore ed erede (1354), e persistette nella rivendicazione della corona e nella guerra contro Giovanni V anche dopo l'abdicazione del padre, fino al 1357. Infine fu sconfitto e si ritirò presso il fratello Manuele Cantacuzeno despota di Morea, al quale succedette nel despotato nel 1380 e governò per brevissimo tempo. Uno dei suoi ultimi atti ufficiali fu rinunciare al titolo di capo politico in favore di suo figlio Demetrio I. I Paleologi, risultati vittoriosi nella battaglia che si scatenò per il possesso dei territori imperiali e la conquista dei domini bramati nella guerra civile precedente, inclusa la Morea, allontanarono Demetrio e questo fu sostituito da Teodoro I Paleologo nel 1383.