Первые уроки рисования получил от родителей, которые были художниками. Продолжил художественное образование (как и Стен) у Николауса Кнюпфера в Утрехте. До 1657 г. почти без перерыва проживает в Лейдене, где становится в 1648 г. одним из основателей гильдии святого Луки, затем переезжает в Амстердам.
В его ранних работах на исторические темы отражены в основном мифологические, аллегорические и библейские сюжеты и чувствуется влияние школы Рембрандта. В работах после 1650 г. Метсю обращается к городским и жанровым сценам из повседневной жизни голландских обывателей. В этих своих работах совершенствует манеру рисунка Яна Стена, Яна Вермера и Питера де Хооха, придаёт ей выражение более глубокой чувственности и в то же время более спокойного настроения. В конце жизни, находясь под влиянием лейденской школы живописи, большое значение придаёт мастерству деталировки, особенно в изображении роскошных тканей, которые при этом должны были выглядеть гладкими и блестящими.