על אף החלפת ואן באסטן בבארט ואן מרוויק בתום הטורניר, מאתייסן הוסיף להיות שחקן הרכב קבוע בנבחרת. הוא היה לשחקן בעל מספר הדקות הרב ביותר בנבחרת במסגרת מוקדמות מונדיאל 2010, בו ספגה הולנד את המספר הנמוך ביותר של שערים מבין כל הנבחרות האירופיות, שני שערי חובה בלבד. מאתייסן זומן על ידי ואן מרוויק לטורניר מונדיאל 2010 בדרום אפריקה. הולנד סיימה את שלב הבתים במאזן מושלם של שלושה ניצחונות, ומאתייסן לא החמיץ ולו דקה אחת בשלב זה. הוא פתח גם בניצחון על בשמינית הגמר, אך החמיץ את רבע הגמר מול בגלל פציעה טרם המשחק. למרות זאת, הוא חזר להרכב בניצחון על בחצי הגמר, והעפיל עם נבחרתו למשחק הגמר מול , הגמר הראשון של הולנד לאחר 32 שנים. במשחק עצמו מאתייסן לא הצליח למנוע מספרד ניצחון 0–1 בהארכה וזכייה בטורניר. מאתייסן פתח בשישה מתוך שבעת משחקיה של הולנד בטורניר, ובכל המשחקים בהם פתח, הוא שיחק לכל אורכם.