Matthias Stoltenberg (født 21. august 1799, død 2. november 1871) var en norsk portrettmaler.
Stoltenberg ble født i Tønsberg, og var eldste sønn av kjøpmannen og eidsvollsmannen Carl Peter Stoltenberg (17671830) og Karen Mathea Bull (17751859). Familien hadde dominert Tønsbergs økonomiske og politiske liv siden begynnelsen av 1700-tallet. Ved Riksforsamlingen på Eidsvoll i 1814 var Carl Peter Stoltenberg, som representerte Tønsberg, en ivrig tilhenger av Selvstendighetspartiet, og han var medlem av det overordentlige storting i 1814 og stortingsrepresentant i 1815 til 1816 og i 1824. Han hadde tenkt seg en embetsmannskarriere for sønnen, og sendte ham til presten Jacob A. Wille i Våle for å få privatundervisning.
Da han var 10 år fikk Stoltenberg skarlagensfeber, og ble døv som en følge av sykdommen. Utdannelsen måtte derfor legges om, og Stoltenberg ble sendt til København i 1811. Familien hadde mange kontakter, og Stoltenberg kunne få privatundervisning av de beste lærere som kunne skaffes, ifølge Stoltenberg selv. Han lærte konstruksjon og arkitekturtegning av hoffbyggmester Peter Krogh Bonsach Jessen og arkitekt Peder Friis omtrent fra 1817 til 1820. Han gikk også i snekkerlære hos snekkermester Wille. Han fikk sitt svennebrev fra snekkerlauget i 1822 og var dermed utlært møbelsnekker. Fra 1821 til 1824 var han privatelev hos professor Christian August Lorentzen, en av Danmarks fremste portrettmalere. Undervisningen foregikk i professorens leilighet ved Charlottenborg, Københavns kunstakademi. Stoltenberg spesialiserte seg på portrettmaleri.
Stoltenberg lærte en portrettstil med vekt på realistisk gjengivelse av ansiktstrekkene, med sterke kontraster mellom lyse og mørke partier. Det tidligste kjente arbeidet av Stoltenberg er fra 1822, et mannsportrett som er en kopi etter Anthonis van Dyck. I Ringsaker kirke henger Stoltenbergs portrett av sogneprest G.G.G. Bergh som forfatteren Tryggve Andersen har udødeliggjort i romanen I cancelliraadens dage fra 1897.