Mathilde Benoistel est diplômée en histoire contemporaine de l’Université Paris I Panthéon-Sorbonne (2005) et titulaire d'un Master 2 Développement Culturel à l'Université Cergy Pontoise (2007).
Entrée en 2007 au Musée de l'Armée à Paris (Hôtel national des Invalides), elle participe notamment à l’organisation de l’exposition "Amours, guerres et sexualité, 1914-1945", avant de rejoindre en 2009 le département experts-armement et inventaire, où elle étudie les collections liées à l’histoire de la colonisation.
Elle est documentaliste et chargée de récolement (recherches documentaires, missions de récolement, saisie et contrôle de la cohérence des données de la base des collections du musée).