Materazzi fulgte sin far ind i fodboldverdenen. Hans far, Giuseppe Materazzi, var en internationalt kendt træner og han har stået i spidsen for mange italienske topklubber.
Materazzi fik sin landsholdsdebut i 2001, hvor Italien vandt 1-0 over sydafrika i en venskabskamp. Siden da har Materazzi været fast mand på det italienske landshold.
Ved VM 2006 i Tyskland var Matrix en afgørende faktor til at Italien vandt verdensmesterskabet. I finalen udlignede Materazzi til 1-1 på et smukt hovedstød imod Frankrig, hvorefter italienerne senere vandt efter straffesparkkonkurence. Materazzi blev også efter kampen det helt store samtaleemne, eftersom Zidane knaldede ham i græsset med en hård skalle i brystkassen, Zidane fik derefter rødt kort i sin afskedskamp.
Som spiller har Materazzi sin styrke i tacklinger og hovedspil. Med sine 193 cm er det ikke mange hovedstødsdueller som tabes, og ikke mange angribere kan lide og spille overfor en ekstremt aggresiv forsvarstype som Materazzi.
Hans teknik er ikke på verdens-plan, men Materazzi spiller altid bolden fornuftigt rundt og tager ingen chancer.