Po wybuchu II wojny światowej został powołany do Wehrmachtu. Walczył w Polsce i we Francji, awansując do stopnia starszego kaprala. We wrześniu 1941 roku został zdemobilizowany, po czym otrzymał przydział do Kancelarii Führera. W gestii tej instytucji znajdowała się w tym czasie eksterminacja osób chorych psychicznie i niepełnosprawnych umysłowo, prowadzona pod kryptonimem akcja T4. Matthes przez krótki czas pracował w sekcji fotograficznej T4. Zimą 1941/42 w mundurze Organizacji Todt służył na froncie wschodnim (okolice Mińska i Smoleńska). Oficjalnie jego zadaniem była ewakuacja rannych żołnierzy do szpitali tyłowych. W lutym lub marcu 1942 roku powrócił do pracy w sekcji fotograficznej akcji T4.
Podobnie jak wielu innych wykonawców akcji T4 został przeniesiony do okupowanej Polski, aby wziąć udział w eksterminacji Żydów. W związku z przydziałem do personelu akcji „Reinhardt” przyznano mu także stopień SS-Scharführera. 20 sierpnia 1942 roku wraz z siedmioma kolegami z T4 przybył do obozu zagłady w Treblince. Niedługo później inspektor obozów zagłady, Christian Wirth, powierzył mu stanowisko kierownika „górnego obozu”, zwanego również „obozem umarłych” (niem. Totenlager, jid.Tojtlager). Była to strefa zagłady, w której znajdowały się komory gazowe, masowe groby, a od wiosny 1943 roku także ruszty spaleniskowe.