Ông từng thi đấu ở vị trí tiền vệ cho các câu lạc bộ Schaffhausen, Zürich, Aarau, Lazio và Chelsea. Di Matteo khoác áo Ý 34 lần và ghi được hai bàn thắng, từng tham dự Euro 1996 và World Cup 1998. Tháng 2 năm 2002, Di Matteo giải nghệ ở tuổi 31 vì chấn thương.