Mathilde Norholt er født og opvokset på Frederiksberg og datter af skuespillerparret Kirsten Norholt og Flemming Sørensen. Mathilde Norholt er autodidakt skuespiller og debuterede allerede i 1993 på Folketeatret i ’Indenfor murene’ som lille Sara. Og på film kunne man første gang se hende i ’Snøvsen ta’r springet’ i rollen som Pernille Blomme i 1994. Fødselarens store nationale gennembrud kom i 2011, da hun lavede rollen som Maja i DR’s store dramaserie ’Lykke’ og fik en meget flot kritik fra anmelderne. Mathilde Norholt var med i forgangne decembers i DR 2-voksenjulekalender, ’Jul i kommunen’, hvor hun gav den i rollen som Klara Kastrup, den eneste politiker i kommunen med en samvittighed. Ellers har hun lavet en lang række figurer i bl.a. tv-serierne ’Klovn’, ’2900 Happiness’, ’Kristian’ og i spillefilmene ’Offscreen’ af Christoffer Boe, ’Hvid nat’ af Jannik Johanessen, ’Sorte kugler’ af Anders Matthesen og i Mikael Asmussens debutfilm, ’Noget i luften’. I øjeblikket er Mathilde Norholt efter sigende i fuld gang med en række projekter, som desværre endnu ikke kan offentliggøres.