Biographie
En 2019, Matilde Vitillo devient champion du monde de poursuite par équipes chez les juniors (moins de 19 ans), avec Giorgia Catarzi, Eleonora Gasparrini, Sofia Collinelli et Camilla Alessio. Aux championnats d'Europe sur piste juniors, elle remporte deux médailles d'or sur la poursuite par équipes et la course aux points. En 2021, elle décroche un contrat avec l'équipe sur route BePink.
En 2022, elle remporte deux nouveaux titres aux championnats d'Europe sur piste espoirs (moins de 23 ans), l'un en course à l'américaine (avec Silvia Zanardi) et l'autre avec Zanardi, Vittoria Guazzini et Eleonora Gasparrini en poursuite par équipes. La même année, elle remporte sur route une étape du Tour de Burgos à la photo-finish devant la Néerlandaise Nina Buysman.