Členka stříbrného družstva sportovních gymnastek na OH 1960, o osm let dříve získala bronz. Mezitím startovala i na hrách v Melbourne, na mistrovství světa 1958 přispěla k týmovému stříbru.

Na olympijských hrách 1960 v Římě Matylda Matoušková spolu s dalšími pěti kolegyněmi v čele s Evou Bosákovou a mladičkou Věrou Čáslavskou těsně porazily Rumunsko i Japonsko, nestačily pouze na favorizované sovětské závodnice. V roce 1952 v Helsinkách se mezi Československo a Sovětský svaz vklínilo ještě druhé Maďarsko.