Po raz pierwszy na arenie międzynarodowej Matti Heikkinen pojawił się podczas mistrzostw świata juniorów w Schonach w styczniu 2002 roku, gdzie zajął 38. miejsce w sprincie stylem dowolnym, a w biegu na 10 km tą samą techniką był ósmy. W Pucharze Świata zadebiutował 23 listopada 2002 roku w Kirunie, gdzie zajął 57. miejsce w biegu na 10 km stylem dowolnym. W sezonie 2002/2003 pojawił się jeszcze dwukrotnie, ale także nie zdobył punktów i nie został uwzględniony w klasyfikacji generalnej. Na mistrzostwach świata juniorów w Sollefteå zajął 42. miejsce na dystansie 30 km stylem dowolnym oraz siódme w biegu na 10 km techniką klasyczną.
Pierwsze pucharowe punkty Matti zdobył 18 grudnia 2004 roku w Ramsau, kiedy zajął 30. miejsce w biegu na 30 km stylem dowolnym. Mimo jeszcze kilku startów w zawodach pucharowych punktów więcej nie zdobył i sezon 2004/2005 ukończył na 156. pozycji. W kolejnym sezonie wystąpił tylko w jednych zawodach Pucharu Świata ponownie nie punktując. Wystąpił za to na mistrzostwach świata młodzieżowców w Kranju, gdzie był szesnasty w biegu na 15 km klasykiem i czternasty w biegu łączonym na 30 km.
Przełom w karierze Fina nastąpił w sezonie 2007/2008, który ukończył na 65. miejscu. Trzykrotnie punktował, a 2 marca 2008 roku w Lahti po raz pierwszy znalazł się w czołowej dziesiątce zawodów pucharowych, zajmując dziewiąte miejsce w biegu na 15 km stylem klasycznym. W sezonie 2008/2009 punktował już w większości swoich startów pucharowych, najlepszy wynik osiągając podczas ostatniego etapu trzeciej edycjiTour de Ski, 4 stycznia 2009 roku pod Alpe Cermis, gdzie zajął czwarte miejsce w biegu na 10 km stylem dowolnym. Cały cykl TdS ukończył na 26. pozycji. Tydzień później został wicemistrzem kraju na dystansie 15 km klasykiem i zagwarantował sobie miejsce w kadrze na mistrzostwa świata w Libercu w lutym 2009 roku. Heikkinen zdobył tam brązowy medal w biegu na 15 km stylem klasycznym, ulegając tylko EstończykowiAndrusowi Veerpalu i CzechowiLukášowi Bauerowi. Ponadto wspólnie z Samim Jauhojärvim, Teemu Kattilakoskim i Ville Nousiainenem zdobył brązowy medal w sztafecie. Tym samym Matti zdobył indywidualny medal mistrzostw świata zanim stanął na podium zawodów pucharowych. Sezon 2008/2009 zakończył na 30. miejscu
Już w pierwszych zawodach sezonu 2009/2010 stanął na podium. Miało to miejsce 21 listopada 2009 roku w Beitostølen, gdzie zajął trzecie miejsce w biegu na 15 km stylem dowolnym. Jeszcze czterokrotnie plasował się w czołowej dziesiątce, w tym 12 grudnia 2009 roku w Davos odniósł swoje pierwsze pucharowe zwycięstwo, wygrywając kolejny bieg na 15 km techniką dowolną. W czwartej edycji TdS zajął dwunaste miejsce, punktując w sześciu z ośmiu etapów. W lutym 2010 roku brał udział w igrzyskach olimpijskich w Vancouver, ale medalu nie zdobył. Na swoim koronnym dystansie zajął dopiero 39. miejsce, a wraz z kolegami był piąty w sztafecie. W pozostałej części sezonu nie osiągnął już większych sukcesów i w klasyfikacji generalnej zajął trzynaste miejsce.
W zawodach pucharowych sezonu 2010/2011 jedyny sukces odniósł podczas czwartego etapu piątej edycji TdS, kiedy zwyciężył w biegu łączonym na 20 km. Z rywalizacji w Tour de Ski musiał się jednak wycofać przed ostatnim etapem, wobec czego nie był klasyfikowany. W pozostałych zawodach Pucharu Świata najlepszy wynik osiągnął 11 grudnia 2010 roku w Davos, gdzie był dwunasty w biegu na 15 km klasykiem. Na mistrzostwach świata w Oslo Hekkinen osiągnął największy sukces w swojej karierze zdobywając złoty medal w biegu na 15 km techniką klasyczną. Na mecie wyprzedził dwóch Norwegów: Eldara Rønninga i Martina Johnsruda Sundby'ego. Na tych samych mistrzostwach był także osiemnasty w biegu łączonym na 30 km, a razem z kolegami był czwarty w sztafecie, w której Finowie walkę o brązowy medal przegrali z Niemcami. Sezon ten zakończył na 25. miejscu. W sezonie 2011/2012 spisywał się słabiej, ostatecznie zajmując 44. miejsce w klasyfikacji generalnej. Najlepszy wynik osiągnął w ostatnim etapie szóstego Tour de Ski, gdzie w biegu na 9 km stylem dowolnym był szósty. W lutym 2013 roku brał udział w mistrzostwach świata w Val di Fiemme, zajmując między innymi dwunaste miejsce w biegu na 15 km stylem dowolnym oraz piąte w sztafecie. W 2014 roku podczas Zimowych Igrzysk Olimpijskich w Soczi najlepszy indywidualny wynik osiągnął w biegu na 50 km stylem dowolnym gdzie był 15. Poza tym warty odnotowania jest fakt wywalczenia wraz z kolegami z drużyny 6. miejsca w sztafecie 4x10 km. Rok później na mistrzostwach świata w narciarstwie klasycznym w Falun Heikkinen m.in. w biegu łączonym na 30 km był 16, a w biegu sztafetowym 4x10 km wraz z drużyną był ósmy. 25 stycznia 2015 roku po raz trzeci w karierze stanął na podium zawodów Pucharu świata w biegach narciarskich zajmując trzecią lokatę w Rybińsku w biegu łączonym na 30 km. W końcowej klasyfikacji Pucharu świata w sezonie 2014/2015 został sklasyfikowany na 20. miejscu.
- – zawodnik nie wystartował TdS – Tour de Ski
DNS – Zawodnik został zgłoszony do biegu, ale w nim nie wystartował
DNF – Zawodnik nie ukończył biegu
LPD – Zawodnik został zdublowany
Vancouver
Dario Cologna
Marcus Hellner
Soczi
Pjongczang
Simen Hegstad Krüger
Iivo Niskanen
Liberec
Andrus Veerpalu
Val di Fiemme
Seefeld in Tirol
Schonach
Kranj
Maurice Manificat
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
.svg){kind=small}
