Schon zu Beginn des automobilen Engagements wurde dem Motorsport große Bedeutung beigemessen. Im Jänner 1965 begannen 4 Mechaniker unter der Leitung von Claude LeGuezec ein Team von Djet VS auf die Rallyesaison vorzubereiten. Nach Klassensiegen beim Cote de Chamrousse und dem Coupe de Paris wurde der Kurs Richtung Formel 3 geändert.
Ein qualifiziertes Team mit Jacques Hubert, der von Bonnet gekommen war, konstruierte den hochmodernen MS1. Merkmale wie das sehr verwindungssteife, genietete Monocoque-Chassis und die integrierten Benzintanks wurden in den MATRA-Formelautos bis 1969 beibehalten. Ausgerüstet mit einem Ford-Motor konnte schon beim dritten Wettbewerb (Internationales Formel-3-Rennen) auf der Piste von Reims ein Sieg gefeiert werden. Fahrer: Jean-Pierre Beltoise. Der Werbeeffekt für MATRA war beachtlich.
Formel 1
Durch Vermittlung des Motorjournalisten Gerard Crombac kam es zu einer erfolgreichen Kooperation in der Formel 2 zwischen Lagardere und Ken Tyrrell über 4 Jahre. 1966 wurden MATRA-Rennwagen MS5 (F3) und MS6, MS7 (F2) mit B.R.M. und Cosworth-Motoren bestückt. Siege der Piloten Pescarolo, Beltoise, Servoz-Gavin, Jaussaud, Schlesser, Vidal, Ickx und Steward schürten den Wunsch nun auch in der Formel 1 mitzuspielen.
Gesagt – getan! Schon 1966 begann Lagardere sein Technik-Team mit begabten Leuten wie Bernard Boyer (Chassiskonstrukteur), Jean Hebert (Ex-Alpine) und George Martin (Ex-Simca) hochzurüsten und die Geldquellen mächtiger Sponsoren anzuzapfen. Die wesentliche Unterstützung kam vom französischen Staat und der neugegründeten Mineralöl-Firma Elf (Essence Lubrificant Francaise). Ein schöner 3-Liter-V12-Motor entstand.
Auch Ken Tyrrell formte für die Saison 1968 mit der Unterstützung von Cosworth und Dunlop-Reifen sein erstes Formel-1- Team. Er bat Lagardere um ein Chassis, erhielt den MS9 und brachte den F1-Wagen schon beim Süd Africa Grand Prix in Kyalami (6.1.68) an den Start. Leider schied Jacky Stewart in Führung liegend mit einem Motorschaden aus.
Wenige Tage später präsentierte MATRA den V-12 und den passenden MS11-Rennwagen.
Beim Regenrennen in Zandvoort gab Stewart mit den MS10 der Firma MATRA den ersten Formel-1-Sieg, Beltoise auf MS 11 errang den zweiten Platz.
1969 wurde Jacky Steward mit dem MS80 (Motor Ford V8) Weltmeister und gewann die Konstrukteursmeisterschaft für Matra. Erst 1970 und 1971 kehrte der stark veränderte V-12 (im Chassis MS 120 und 120B) in die Formel1 zurück. Leider konnte der Werksfahrer Chris Amon keinen einzigen Weltmeisterschaftslauf gewinnen.
In den Fremd-Chassis von Shadow und Ligier wurden Matra V-12 noch bis 1982 mit wechselnden Erfolg eingesetzt.
1982 wurde über die Verwendung eines V-12 Motors in einem Supersportwagen („Ferrari Francaise”) nachgedacht – ein Projekt das über das Mock-Up-Stadium nicht hinauskam.
Le Mans
Neben der Formel 1 wollte MATRA auch Langstreckenrennen den Französischen Stempel aufdrücken.
Erste Experimente erfolgten mit einem speziellen Djet Coupe. Nach der Erprobung mit dem 1600er Lotus-Ford Twin Cam-Motor und Hewland-Getriebe wurde das 610 genannte Fahrzeug stark modifiziert und als „620” mit 2 Liter B.R.M. Motor versehen.
Keiner der drei im Le Mans Rennen 1966 eingesetzten Wagen konnte das Rennen beenden. Versuche mit 4,7 Liter Ford Motoren führten zu nichts.
Auch der 1967er Versuch mit einem Team von 2 B.R.M.-betriebenen 630 Coupes scheiterte schon vor der Hälfte des Rennens.
Obwohl das 24 Stunden Rennen von Le Mans 1968 wegen politischer Unstimmigkeiten auf den 28/29. September verschoben werden musste und so genug Zeit blieb einen Grand Prix V-12 Motor in einen 630 zu stecken, beendete ein Reifenschaden die Fahrt.
1969 wollte man es dann wirklich wissen. Trotz aufwendiger Planung, umfangreicher Aerodynamiktests, einem Supportteam von 105 Personen und eines neuen offenen Wagens („650”) gelang es nur die Plätze 4, 5 und 7 zu belegen. Als Piloten fungierten: Beltoise, Courage, Guichet, Vaccarella, Galli und Widdows. Der vierte Wagen des Teams Servoz und Muller war bereits ausgefallen. Für den Event von 1970 war finanzielle Unterstützung besser denn je, denn es konnte Chrysler France als Sponsor gewonnen werden. Zwei Matra-Simca 650 und ein 660 (Monocoque-Chassis statt Rohrrahmen) formten das Team dieser 3- Liter Wagen. Selbst wenn nicht alle schon nach einem Drittel der Renndistanz mit Motorschäden ausgeschieden wären, hätten sie die hubraumstarken 512er Ferrari und 917er Porsche nicht schlagen können.
1971 wurde dann nur ein 660er an den Start gebracht. … Ausfall nach 17 Stunden durch Schäden an der Benzineinspritzung.
Endlich brachte der neue, auf 420 PS bei über 10.000 Umdrehungen erstarkte Grand-Prix-Motor die Erlösung. Die Kombination mit dem neuen Chassis 670 erwies 1972 als unschlagbar.
1973 wurden 3 total neue Wagen gebaut. Die 670 B konnten durch die Reduktion von 15er auf 13er Räder eine noch flachere Silhouette erhalten. – Nicht nur der Le Mans-Sieg sondern auch die Meisterschaft der Konstrukteure ging in diesem Jahr, trotz eines starken Ferrari-Aufgebots, an MATRA.
1974 konnte die Siegesserie fortgesetzt werden. Am Höhepunkt ihrer Erfolge wurden die Motorsport-Abteilung geschlossen. Lediglich die Motoren wurden weiterentwickelt und verkauft (Formel1).