Mattioli befasste sich zu Beginn seiner Forschungstätigkeit hauptsächlich mit Schweizer Rechtsintellektuellen im frühen 20. Jahrhundert. Seine Dissertation verfasste er über den Freiburger Patrizier und rechtskonservativen Intellektuellen Gonzague de Reynold, der aus tiefster Abneigung gegen den Marxismus/Bolschewismus und den Liberalismus die Diktaturen der Zwischenkriegszeit bewunderte und während des Zweiten Weltkriegs für die Umwandlung der Schweiz in eine autoritäre Republik plädierte. Nach der daran anschließenden Beschäftigung mit dem katholischen Antisemitismus konzentrierte sich Mattioli mehr und mehr auf die Erforschung des italienischen Faschismus. 2005 legte er eine vielbeachtete Studie über den faschistischen Feldzug gegen das Kaiserreich Abessinien (heute Äthiopien) vor, bei dem die italienischen Truppen wiederholt Giftgas gegen die Zivilbevölkerung einsetzten und andere massive Kriegsverbrechen begingen.