Mentre recitava in On the Shore of the Wide World, lo spettacolo si è trasferito al Royal National Theatre di Londra. Dopo aver finito, ha assunto il ruolo di Lockwood nell'opera di Alan Bennett The History Boys. Dopo The History Boys, ha recitato in Burn/Chatroom/Citizenship e Swimming with Sharks. "Nuotare con gli squali" è stata la sua prima commedia del West End. Il suo primo ruolo televisivo è stato quello di Jim Taylor nella versione della BBC della serie di libri di Sally Lockhart, The Ruby in the Smoke e The Shadow in the North. Ha recitato insieme a Billie Piper nella serie. Ha recitato con Piper una terza volta in un episodio di Secret Diary of a Call Girl. Piper è ben nota per aver interpretato il ruolo di Rose Tyler in Doctor Who.
Doctor Who
"Il Dottore è una parte molto speciale, e ci vuole un attore molto speciale per interpretarlo. Bisogna essere vecchi e giovani allo stesso tempo, uno spaccone e un eroe d'azione, uno scolaro sfacciato e il vecchio saggio dell'universo. Appena Matt ha varcato la porta e ci ha fatto saltare in aria con un'interpretazione audace e inedita del Signore del Tempo, abbiamo capito di avere il nostro uomo".
Il produttore esecutivo Steven Moffat nel casting di Smith.
Smith è stato rivelato come l'undicesimo dottore della serie televisiva di fantascienza britannica Doctor Who nel gennaio 2009 per sostituire David Tennant, che ha annunciato la sua partenza nell'ottobre 2008. Smith non era così conosciuto come molti degli attori che si pensava avrebbero avuto la parte. Tra questi c'erano Paterson Joseph, David Morrissey, Sean Pertwee, James Nesbitt, Russell Tovey, Catherine Zeta Jones, Chiwetel Ejiofor, Robert Carlyle e Billie Piper.
Smith è stato uno dei primi attori a fare il provino per il ruolo. Il produttore Steven Moffat e la BBC Wales Head of Drama e produttore esecutivo, Piers Wenger lo ha subito apprezzato per la parte. Smith aveva fatto il provino per il ruolo di John Watson in Sherlock, creato da Moffat, nello stesso periodo. Non ottenne la parte di Watson perché Moffat credeva che il suo stile di recitazione fosse più vicino a Sherlock Holmes, ma avevano già scritturato Benedict Cumberbatch nel ruolo di Holmes. A 26 anni, Smith aveva tre anni di meno di Peter Davison al momento del suo casting per il ruolo del Dottore nel 1981. Era più giovane di qualsiasi altro attore proposto per il ruolo. Dopo tre settimane di provini, Moffat e Wenger concordarono che era "sempre stato Matt". La BBC non era certa che un ventiseienne non potesse interpretare correttamente il Dottore. Alcuni fan dello show credevano che Smith fosse troppo giovane per il ruolo. Altri lo sostenevano in base a quello che aveva dimostrato di saper recitare. Per il suo lavoro nella sua prima serie è stato nominato nella "Outstanding Drama Performance Category" dei National Television Awards.
Nel giugno 2010 è apparso sul palco con Orbital. Al Festival di Glastonbury si sono esibiti con una versione del tema di Doctor Who. Smith ha ospitato il Doctor Who Prom al Royal Albert Hall il 24-25 luglio 2010. Nel giugno 2011, la BBC ha detto che Smith ha firmato per fare altri quattordici episodi di Doctor Who come Doctor Who.