Im Jahr 2003 übernahm Matthias Herbig die künstlerische Leitung des Kammerorchesters Heidenau. Seit 2006 ist er Dirigent des Haydn-Orchesters Dresden. 2007 und 2008 war er musikalischer Leiter der Sinfonietta Bardou in Südfrankreich. Von 2002 bis 2025 leitete Matthias Herbig das Ensemble, den Kammerchor und die Kantorei der Gemeinde „Maria am Wasser” in Dresden-Hosterwitz.  Im Juni 2017 dirigierte er erstmals die Litoměřická letní filharmonie. An der Musikschule des Landkreises Meißen leitet er seit 2015 das Jugendsinfonieorchester Radebeul, das unter seinem Dirigat beim International Youth Music Festival 2019 in Bratislava mit Gold ausgezeichnet wurde.

Als Dirigent arbeitete er bereits mit zahlreichen namhaften Orchestern zusammen, darunter der Mittelsächsischen Philharmonie Freiberg, der Severočeská filharmonie Teplice, der Sinfonietta Dresden, der Elbland Philharmonie Sachsen sowie dem Barockorchester Collegium 1704 Prag.