В возрасте 16 лет дебютировал в клубе «Колубара», проведя в дебютном сезоне 16 матчей. В 2007 году перешёл в клуб Цоргонь-лиги «Кошице». В словацком чемпионате провёл 64 матча, забив в них 4 мяча. Там же игрок получил словацкое гражданство. В 2009 году в составе «Кошице» стал обладателем Кубка Словакии, в финале обыграв «Артмедию» со счётом 3:1. 18 августа 2009 года перешёл в «Челси» за £1,5 млн, подписав четырёхлетний контракт с английским клубом. В августе 2010 года, составив компанию другому сербскому игроку «Челси» Слободану Райковичу, Неманья Матич на правах аренды перешёл в нидерландский «Витесс». В 2011 году был отдан в лиссабонскую «Бенфику» в обмен на Давида Луиса и 22 миллиона фунтов. В португальском клубе стал обладателем Кубка португальской лиги в 2012 году. 15 января 2014 года, на официальном сайте «Челси» было объявлено о возвращении футболиста в клуб. Контракт подписан на 5,5 лет. Сумма трансфера составила € 25 млн. 30 августа 2014 года забил первый гол за «Челси» в матче против «Эвертона». 31 июля 2017 года было объявлено о переходе Матича в «Манчестер Юнайтед». Сербский полузащитник подписал с клубом трёхлетний контракт с возможностью продления ещё на год.