Né en 1933 dans une famille de résistants communistes, il fait connaissance avec les réalités du colonialisme lors de son service militaire en Afrique équatoriale en 1953, avant d'être rappelé en 1956 pour la guerre d'Algérie.
Après avoir animé une révolte de rappelés à Evreux, il est envoyé en Kabylie où il rencontre la répression, la torture et la mort.
Un an après, il publie, à la demande de Sartre, le récit de son expérience, Un jour Kabyle, dans un numéro des Temps modernes qui sera saisi.
Très actif dans la lutte contre la guerre d'Algérie, il rejoint en 1959 les réseaux d'aide au FLN et passe dans la clandestinité. Adjoint de Henri Curiel, il prend la place du fondateur des réseaux lorsque ce dernier est arrêté.
A la demande du FLN, il organise un groupe d'observateurs français lors de la manifestation du 17 octobre 1961 à Paris, réprimée dans le sang par la police.
Il participe avec François Maspero et Gérard Challiand à la création de la revue Partisans.
Après la guerre, Georges Mattéi s'investit dans l'aide aux révolutionnaires africains et latino-américains.
Il est l'auteur de nombreux livres, notamment Disponible (Maspéro), La guerre des gusses (Balland, en poche aux éditions de l'Aube), L'homme à l'oreille coupée (Métailié).
Il a également réalisé deux films, l'un consacré à l'intervention américaine à Saint-Domingue, l'autre au révolutionnaire vénézuélien Douglas Bravo.
Il fut aussi la cheville ouvrière du film de Bertrand Tavernier et Patrick Rotman La guerre sans nom (1992), consacré à la guerre d'Algérie vécue par le contingent français et réunissant les témoignages d'anciens appelés et rappelés.