Matilda Sterby har sedan hon gick ut Operahögskolan i Stockholm 2019 snabbt etablerat sig både i Sverige och internationellt. På GöteborgsOperan har hon tidigare sjungit Micaëla i Carmen, Marenka i Brudköpet och Fiordiligi i den streamade föreställning av Così fan tutte våren 2020.
Säsongen 2023/24 gjorde Sterby debut på Malmö Opera som Donna Anna i Don Giovanni och på Volksoper Wien som Magda i La Rondine. Säsongen 2022/23 sjöng hon Mimi i La bohème och Micaëla i Carmen på Badisches Staatstheater Karlsruhe och 2021/22 sjöng hon Grevinnan i Figaros bröllop vid Stadttheater Klagenfurt i Österrike och på Hannover Staatsoper. Sommaren 2022 återvände Matilda Sterby till Läckö Slott i rollen som Amanda i Werles Tintomara där hon 2019 gjorde sin professionella debut som Grevinnan i Figaros bröllop.
Matilda Sterby har mottagit stipendium från Svenska Wagnersällskapet samt Kungliga musikaliska akademien. År 2021 tilldelades hon andra pris i tävlingen Havets Röst, 2022 vann hon första pris i Hjördis Schymberg Award för unga nordiska operasångare. År 2024 var hon en av tre finalister i Solistpriset. Hon tilldelades även första pris i Wilhelm Stenhammar International Music Competition samt blev 2024 års Birgit Nilsson-stipendiat.