Seine erste Planstelle erhielt er im März 2009 bei der Staatsanwaltschaft Krefeld.
Nach seiner Erprobung bei der Generalstaatsanwaltschaft Düsseldorf wurde er dort im März 2015 zum Oberstaatsanwalt ernannt.
Seit August 2020 war er in der Abteilung für Strafrechtspflege des Ministeriums der Justiz des Landes Nordrhein-Westfalen tätig, wo er u.a. das Referat für EU-Angelegenheiten und Rechtshilfe und im Anschluss das Referat für materielles Strafrecht, Immunitätssachen, Maßregelvollzug, Staatsschutz und NS-Gewalttaten leitete.
Im Mai 2023 wurde er zum Ministerialrat ernannt.
Dr. Matthias Modrey ist verheiratet und hat drei Kinder.