Matthew Modine es el más joven de siete hermanos y aunque nació en Loma Linda, California, sus primeros años los pasó en Utah. Su padre, Mark, fue mánager de teatro. Cuando Modine tenía tan sólo diez años, vio un documental de cómo se hizo Oliver!. Inspirado por los jóvenes actores de la película de Carol Reed, Modine decidió hacerse actor. Encontró una escuela de baile en Provo, Utah y comenzó a hacer clases de baile.

Matthew acudió a la Marian Catholic High School durante dos años y medio (donde tomó el sobrenombre de "Matt the Rat"), aunque se graduó en el Vista Hgh School en Imperial Beach, California. Poco después, Modine se trasladaría a Nueva York para estudiar interpretación.