Nasce ad Acqualagna (Pesaro) da una umile famiglia. Le ristrettezze della famiglia gli fanno abbandonare presto gli studi. Durante la Resistenza fu comandante del Corpo volontari per la libertà. Nel dopoguerra fu incaricato di liquidare le attività dell'Agip e di provvedere alla sostanziale privatizzazione degli asset energetici. Mattei sceglie di disattendere questa indicazione, per conseguire un obiettivo che riteneva fondamentale: garantire al Paese un'impresa energetica nazionale, in grado di assicurare quanto serviva ai bisogni delle famiglie e allo sviluppo della piccola e media impresa a prezzi più bassi rispetto a quelli delle altre compagnie petrolifere che operavano in Italia.
Per ottenere questo risultato, raddoppiò la perforazione dei pozzi, sfruttò al meglio la ricerca mineraria nella Valle Padana, scelse le alleanze necessarie dentro il governo e ai partiti che lo sostenevano. Ci riuscì con l'istituzione, nel 1953, dell'ENI. Ma Mattei coltivava anche altri ambiziosi progetti: assegnare all'industria di Stato, con l'ENI in prima fila, un ruolo propulsivo nell'economia italiana; favorire l'intesa tra la DC e il Partito socialista per avviare una politica di riforme di cui l'Italia, in pieno boom economico, aveva estremamente bisogno.
Per raggiungere questi risultati aveva bisogno del sostegno della stampa e per ottenerlo fondò un giornale, Il Giorno, che ebbe immediato successo, essendo giornale d'opinione e giornale popolare al tempo stesso.
Fu abile nel costituire una rete di collaboratori capaci di muoversi sulla scena internazionale e questo divenne uno dei punti di forza della società.
Questo attivismo produsse anche molti nemici e il 27 ottobre l'aereo di Mattei proveniente da Catania e diretto a Linate precipitò a Bascapè (Pavia), forse per un attentato. Il 6 novembre, infatti, Mattei avrebbe dovuto firmare un accordo col governo algerino sulla produzione del petrolio, accordo mal visto dalle altre compagnie petrolifere internazionali.
