2012 m. olimpiadoje Matsuda laimėjo du medalius. Jis gynė savo bronzinį medalią 200 metrų perplaukioje su drugeliu ir plaukė perplaukioje su dugeliu Japonijos ekipai, laimėjusiai sidabro medalią perplaukioje su dugeliu.
4 × 100 metrų medley štafeta su Ryosuke Irie, Kosuke Kitajima ir Takuro Fujii. Jis taip pat plaukiojo 100 metrų pertraukoje, kur jis susikaupė šešioliktą vietą ir vėliau pralaimėjo plaukiojimą su Vokietijos Benjamin Starke, išstūmęs jį iš pusfinalo.