Il fut un cinéaste par hasard, qui choisit le cinéma lorsque sa manière picturale hors mode ne lui permettait plus d'être exposé. Car il était avant tout peintre, ou plutôt "fabricant d'images", comme il se définissait lui-même : images plates, comme ses tableaux, images en perspectives, dans les "boîtes" qu'il construisait avec soin, images animées enfin dans les peu nombreux films qu'il réalisa. Son court métrage La Pomme rafla de multiples prix en 1967, mais ce n'est qu'en 1972 qu'il s'attaqua au long métrage, avec L'Italien des Roses, beau film méconnu dans lequel un Richard Bohringer débutant incarnait la perte des illusions de l'après-mai 68.

Revenu à la peinture après un essai détourné de film érotique de science fiction (son scénario s'intitulait L'Amour est aussi un fleuve en Russie; le film sortit, en 1976, sous le titre Spermula...), Charles Matton attendra plus de vingt ans pour tourner La Lumière des étoiles mortes (1993), histoire d'une étrange amitié entre un enfant et le soldat allemand qui occupe sa maison en 1940, d'une éblouissante beauté plastique qui ne ligotait pas l'émotion. Là encore, l'invention picturale organisait l'œuvre, comme dans son ultime Rembrandt (1999), son artiste de référence, auquel il avait déjà consacré un ouvrage. Le film, une des recréations les plus convaincantes du travail d'un peintre à l'écran reçut en 2000 le César du meilleur décor. Charles Matton n'obtint jamais auprès du grand public la reconnaissance que ses films méritaient, mais il demeura, jusqu'à son décès récent, un artiste internationalement apprécié.