Bij de Olympische Spelen van 2012 won Matsuda twee medailles. Hij verdedigde zijn bronzen medaille in de 200 meter vlinder en zwom het vlinderbeen voor het Japanse zilveren medaille-winnende stafteam in de 4 × 100 meter medley staf met Ryosuke Irie, Kosuke Kitajima en Takuro Fujii. Hij zwom ook de 100 meter vlinder.
, waar hij gelijk zestiende werd en vervolgens een zwemwedstrijd verloor met Benjamin Starke van Duitsland, waardoor hij uit de halve finale kwam.