En els Jocs Olímpics de 2012, Matsuda va guanyar dues medalles. Va defensar la seva medalla de bronze en els 200 metres papallona i va nedar la cama de papallona per a l'equip de relleu guanyador de la medalla de plata del Japó en el relleu de 4 × 100 metres
amb Ryosuke Irie, Kosuke Kitajima, i Takuro Fujii. També va nadar els 100 metres papallona, on va empatar per setzè en les eliminatòries i posteriorment va perdre una natació amb Benjamin Starke d'Alemanya, deixant-lo fora de les semifinals.