Mathisen var fra 1980 til 1990 ekspedisjonssjef i Miljøverndepartementet. Mathisen jobbet siden som nasjonal ekspert hos OECD og i Europakommisjonen. Som en del av Norges delegasjon til Den europeiske union i Brussel 1992–1996 deltok han på forhandlingen av EØS-avtalen. Etter oppholdet i EU arbeidet han fra 1996 til 2000 ved den norske ambassaden i Beijing. Han ble i 2000 senior partner i Geelmuyden.Kiese.