Как живописец прошел через увлечение импрессионизмом; в 1910-х создавал «кристаллографические» композиции в духе кубизма, а также скульптуры из корней и сучьев (цикл «Освобожденное движение», 1918, не сохранился). Познакомившись с философией П. А. Флоренского, вместе с женой, начал разрабатывать оригинальную теорию «нового пантеизма» – целостного восприятия мира в звуке и цвете, пространстве и движении. С годами центральное место в его творчестве получила идея «расширенного видения». Стремясь раздвинуть границы традиционного зрения, писал в окрестностях Петербурга акварельные «медитативные пейзажи» (1916), где небо композиционно сливается с землей. Преподавал в Петроградских государственных свободных художественно-учебных мастерских (1918–1926), организовав там особую «мастерскую пространственного реализма».

Автор экспериментальных исследований восприятия цвета, теоретических работ о взаимодействии цвета и звука. Продолжил свои поиски в петроградском Музее живописной культуры (1922), а затем в Инхуке (Институт художественной культуры) (1923–1926). Из его учеников составилась группа «Зорвед» (от слов «зорко ведать»), опубликовавшая в 1923 свой манифест. Пейзажи и абстракции этого периода («Стог. Лахта», 1921; «Движение в пространстве», 1922; оба – в Русском музее) служили иллюстрациями к его теориям. На рубеже 1920–1930-х стремился придать своим идеям более практичное, пригодное для нужд оформительского дизайна выражение. С этой целью совместно с учениками выпустил коллективный труд «Закономерность изменяемости цветовых сочетаний. Справочник по цвету» (1932), предназначенный для практического применения на производстве. 

Последнюю работу "Творческий путь художника" диктовал своей ученице Марии Эндер, будучи больным и почти ослепшим. Умер в 1934 году. Похоронен на кладбище в Мартышкине.  (Сайт Русского музея, 28.10.2023)

Подробная биография Матюшина на сайте Энциклопедия русского авангарда  (Л.Н.Вострецова) 

Музыкант, композитор и художник, Матюшин уже в силу особенностей своего дарования, в поисках «новых» форм живописной образности неминуемо должен был обратиться к параллелям. В первых своих живописных композициях середины 1910-х годов художник стремился дать зрительный образ слышимого. Однако в скором времени эта проблема уходит на второй план, уступая место новому ощущению пространства и цветовых отношений в пространстве. Ольга Мусакова. Абстракция, беспредметность // Наш авангард. СПб, 2025. С. 191.

В 1912 году Матюшин становится инициатором издания в России книги Альбера Глеза и Жана Метценже «О кубизме», содержащей ссылки на учение о четвертом измерении. Под влиянием теорий Бернхарда Римана, Чарльза Хинтона, обобщенных Петром Успенским, Матюшин создает несколько произведений. Доводы Чарльза Хинтона о том, что после некоторых специальных упражнений человек способен подняться до восприятия четвертого измерения, легли в основу его концепции «расширенного смотрения» — восприятия окружающего на 360 градусов. С 1918 года в мастерской «пространственного реализма» — петроградской Академии художеств, а затем в отделе Органической культуры Государственного института художественной культуры Матюшин ведет исследовательскую работу: «Я поставил проблему центрально воспринимающего человека, сознательно действующего по всей окружности. Человек в будущем будет в любой момент видеть, осязать, слышать, чувствовать амплитудой всей окружности. Я предчувствую, как эта партитура жизни, читаемая интеллектом, создаст то, о чем еще несмело мечтает человечество»*.  Там же.

Чувственный опыт и знание вполне органично соединились в композициях Матюшина и его учеников. В варианте абстрактной живописи, созданном художником, видится отражение природных процессов. «Я первый поднял знак возврата к природе, — написал в дневнике в 1922 году Матюшин, — чего не могут сделать левые, новые в искусстве, ошарашенные и омертвленные Западом, „беспредметностью“»**. Там же.

* Цит. по: Служение русскому авангарду. Памяти Е.Ф.Ковтуна / Каталог. СПб, 1998. С. 27.

** Там же. С. 25.