Mats Ek naît le 18 avril 1945 à Malmö en Suède. Il est le fils de la danseuse et chorégraphe Birgit Cullberg et de l’acteur Anders Ek, interprète des films d’Ingmar Bergman. À l’âge de huit ans, il participe à Medea, chorégraphie de sa mère, et, neuf ans plus tard, Mats Ek s’initie à la technique Graham auprès de l’américaine Donya Feuer. Mais en 1965, davantage attiré par le théâtre, Mats Ek s’engage dans des études au Collège Marieborg de Norrköping. 

De 1966 à 1973, il se lance dans la mise en scène, travaillant pour le Théâtre de Marionnettes de Stockholm (Wozzeck, 1968), le Théâtre Royal dramatique (Andromaque, Roméo et Juliette, 1969), ainsi que l’University College of Opera (La Flûte enchantée, 1970). Toutefois, il ne semble pas trouver là une pleine satisfaction. C’est alors qu’il se tourne vers la danse. 

En 1972, il étudie donc la danse classique et rejoint, un an plus tard, le Ballet Cullberg, creuset ouvert à la danse contemporaine, que dirige sa mère, et où son frère aîné, Niklas, est soliste. Il passe également une saison au sein du Ballet du Deutsche Oper am Rhein de Düsseldorf. Puis, en 1976, il se lance dans ses premières réalisations chorégraphiques. S’appuyant sur des débuts prometteurs, il poursuit dans cette voie, créant chaque saison une ou deux pièces pour la Compagnie. 

La danse est alors pour Mats Ek un langage à portée sociale et il n’hésite pas à questionner les problèmes du monde contemporain : ainsi, Saint-Georges et le dragon (1976), qui est une mise en accusation de l’impérialisme, ou Soweto (1977), une pièce ouvertement antiapartheid. De 1978 à 1980, il assume avec sa mère la codirection artistique du Ballet Cullberg, puis passe une saison en tant que danseur et chorégraphe au Nederlands Dans Theater (NDT). Il revient ensuite à Stockholm pour succéder à sa mère au poste de directeur artistique du Ballet Cullberg. 

À partir de 1993, il ne garde que ses fonctions de chorégraphe principal au sein du Ballet et travaille désormais en tant que chorégraphe indépendant. Mats Ek joue un rôle décisif dans le développement de la danse contemporaine en Europe. Il est l’invité de théâtres du monde entier, pour lesquels il remonte bon nombre de ses chorégraphies. Il enrichit également de créations les répertoires du Ballet Royal de Suède (Stockholm), du Nederlands Dans Theater (La Haye), du Ballet de Hambourg et du Ballet de l’Opéra de Paris. 

C’est par ses relectures audacieuses des grands classiques du répertoire – Giselle (1982), Le Lac des cygnes (1987), Carmen (1992) et La Belle au bois dormant (Ballet de Hambourg, 1996) – qu’il gagne une reconnaissance internationale. Certaines de ses créations s’ouvrent à un style onirique, où se rencontrent le réel et le surnaturel dans une atmosphère de brumes du Nord : En Botnie du Nord (1985), Herbe (1987), Vieux Enfants (1989), Êtres lumineux (1991), Prés insensés (1992). Antigone (1979), Caïn et Abel (1982) ou She Was Black (1995) explorent en revanche le paradoxe, le conflit en germe dans toute relation humaine. 

Parfois présentés dans une scénographie minimaliste (Solo for Two en 1996, A Sort of… / Une sorte de… en 1997 pour le NDT), ses pièces portent un regard douloureux, mais aussi humoristique sur les relations entre les hommes et les femmes. Avec Appartement, créé en l’an 2000 pour le Ballet de l’Opéra national de Paris, il donne un écho dramaturgique aux gestes quotidiens dans leurs relations aux objets. Ceux-ci sont aussi la trame de fond de Fluke (2002), où les dérèglements et les obsessions intimes des individus se cristallisent dans le grotesque et la cruauté. Un univers qu’il dépeint encore dans un langage plus épuré avec Aluminium (2005, pour la Compañia Nacional de Danza de Madrid), inspiré du design métallique d’une cuisine. 

Il créé Ställe, Ickea, Den Andre en 2007 et Rättika en 2008 pour le Ballet Royal de Suède. Également cinéaste, Mats Ek filme certains de ses ballets et réalise spécialement pour la télévision, notamment Wet Woman1 (avec Sylvie Guillem) en 1993, et Smoke2 (avec Sylvie Guillem et Niklas Ek) en 1995. À la suite de son départ du Ballet Cullberg, Mats Ek amorce un retour vers le théâtre en produisant des pièces de théâtre-dansé : Dans Med Nästan (Danse avec ton prochain, 1995) pour le Théâtre Royal de Stockholm, On Malta d’après Christopher Marlowe (1996) et Johanna, inspirée du personnage de Jeanne d’Arc (1998), – deux pièces présentées au Théâtre Orion de Stockholm –, ainsi que Tulips (2003) pour les danseurs seniors du NDT3 et Hållplats (2009) pour le Théâtre de la ville de Stockholm. 

Il met également en scène Don Juan de Molière (1999), Andromaque de Racine (2001), Le Marchand de Venise de Shakespeare – réunissant acteurs et danseurs (2004) –, Le Songe d’August Strindberg au Théâtre Royal de Stockholm (2005), ainsi que l’opéra de Gluck, Orphée et Eurydice, à l’Opéra Royal du Danemark (2007). En 2012, Mats Ek a ouvert l’année du centenaire de la mort de Strindberg avec sa mise en scène de La Sonate des spectres pour la scène nationale Dramaten. En 2014, il a mis en scène le roman de Vilhelm Moberg, Les Emigrants, qui raconte l’histoire de l’exode des Suédois aux États-Unis au XIXe siècle. Il tourne ensuite le film Bois pour deux de ses interprètes les plus proches, Ana Laguna et Yvan Auzely. 

Alors qu’il avait annoncé ne plus souhaiter chorégraphier, Mats Ek revient en 2019 à l’Opéra national de Paris en offrant aux danseurs de la Compagnie deux créations, Another Place et Boléro.