Matthias Castrén började studera vid Kejserliga Alexanders-universitetet år 1830. Det var ett naturligt beslut för honom att fortsätta sin studiebana vid universitetet, eftersom hans båda föräldrar tillhörde gamla prästsläkter och satte stort värde på lärdom.
Under sin tid vid universitetet studerade Castrén såväl språk som filosofi. Det var slutligen i samband med publiceringen av Kalevala som han valde att inrikta sig på det vetenskapliga livet, i synnerhet på etnologi och språkvetenskap. Genom sin vänskapskrets, som bestod av bland annat Elias Lönnrot, Johan Vilhelm Snellman och Johan Ludvig Runeberg, bekantade Castrén sig med den nationalromantiska andan och det nationalromantiska tänkandet som då rådde i Finland. Därtill reste han till Danmark för att inhämta lärdomar i språkvetenskap. Matthias Castrén promoverades till filosofie magister år 1836.
Efter promoveringen siktade Castrén på en forskarkarriär. Han var särskilt intresserad av grannfolk österut, och hans forskning förde honom på resor runt storfurstendömet och ända till Kina. Hans forskningsresor kunde vara i flera år, men samtidigt gav de upphov till enastående material såväl för arkeologi som för språkvetenskap. Materialet är fortfarande fullt användbart tack vare de teorier och metoder som Castrén hade tillägnat sig och utvecklat med tanke på materialinsamling.
Den tid som återstod mellan forskningsresorna tillbringade Castrén huvudsakligen med att publicera sina forskningsresultat, förbereda kommande resor och arbeta med undervisningsuppdrag. Han hann också gifta sig med Natalia Tengström år 1849. På 1850-talet ansökte Matthias Castrén om professorstjänsten i finska språket och litteraturen. Hans verk De affixis personalibus linguarum Altaicarum, som representerade sin tids mest framstående jämförande språkforskning, fick tjäna som bevis på hans behörighet till tjänsten. Till sist fick Castrén professuren, men hann inte inneha sin tjänst i mer än ett år. Under sina forskningsresor hade han insjuknat i tuberkulos, som hade spridit sig i hans tarmar och ledde till en tidig död.
