Mathiesen ble født i Drammen, som barn av kommandørkaptein Thomas Mathiesen (1832-1922) og Karen Marie Berger (1849-1914). Han studerte medisin ved Kristiania universitet, og tok medisinsk embetseksamen i 1898. De første par årene som praktiserende lege vikarierte han vekselvis i Bamle, Holmestrand og Nes på Romerike.