Mit zunehmender Besiedlung der Friedrichstadt wuchs bei der hier ansässigen Bevölkerung der Wunsch nach einem eigenen Gotteshaus. 1722 richtete man deshalb ein Gesuch an den sächsischen Landtag, um eine Kirche mit Pfarrhaus sowie eine eigene Schule errichten zu dürfen. Nach Bewilligung des Antrags und der Durchführung einer Landeskollekte wurden das Kammergut Ostra und die angrenzende Vorstadt Neustadt-Ostra 1725 aus ihren bisherigen Kirchgemeinden (Briesnitz bzw. Annenkirche) herausgelöst. Am 28. Mai 1728 erfolgte schließlich die Grundsteinlegung für die Matthäuskirche. Bereits 1725 hatte es an dieser Stelle einen kleinen Friedhof gegeben, der heute als Alter bzw. Innerer Matthäusfriedhof bezeichnet wird. Hier liegen einige bedeutende Persönlichkeiten begraben, darunter der Erbauer der ersten deutschen Dampflokomotive Johann Andreas Schubert.

Die Pläne für den Kirchenneubau, der am 11. Juni 1730 geweiht wurde, stammen höchstwahrscheinlich vom Zwingerbaumeister Matthäus Daniel Pöppelmann.  In der Familiengruft dieser Kirche fand er 1736 auch seine letzte Ruhestätte. Möglicherweise waren auch Johann Georg Gebhardt und George Bähr am Bau beteiligt. Die Zimmerarbeiten übernahm Abraham Krümmer, die Steinmetzarbeiten Johann Heinrich Petersill. 1737 erhielt die Kirche die Orgel der Schlosskapelle, 1768 den ursprünglich aus der alten Frauenkirche stammenden Altar der Annenkirche. 1882 erfolgten Renovierungsarbeiten im Innenraum durch Christian Friedrich Arnold, die die barocke Raumfassung spürbar veränderten. Erst 1928 konnte durch Walter Raum der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt werden. Seit 1883 trägt die Friedrichstädter Pfarrkirche offiziell den Namen Matthäuskirche.

Beim Luftangriff auf Dresden wurde auch die Matthäuskirche schwer beschädigt und brannte aus. Der wertvolle Altar wurde dabei zerstört. Trotz Bemühungen der Kirchgemeinde konnten in der Nachkriegszeit lediglich Sicherungsarbeiten vorgenommen werden. 1956 erfolgte eine Renovierung der Pöppelmann-Gruft, ab 1965 weitere Arbeiten an der Ruine. 1974 konnte mit dem Wiederaufbau unter Leitung von Christian Möller begonnen werden, der 1978 vollendet war. Während das Äußere heute wieder weitgehend dem ursprünglichen Aussehen von 1730 entspricht, ist der Innenraum modern gestaltet. Ein Altartisch aus Metall, ein metallenes Kreuz mit rotem Glasstein sowie eine Kupferstele stammen von Werner Juza. Heute gehört die Matthäuskirche als Filiale zur Annenkirchgemeinde.