Maître de conférences à l'Université Paris 13 - Sorbonne Paris Cité, membre de Pléiade (EA 7338), Mathilde Lévêque enseigne la littérature pour la jeunesse et mène notamment des travaux de recherche sur la littérature pour la jeunesse des années 1920 et 1930, sur la traduction dans les livres pour enfants, aux XIXe et XXe siècles, et sur la littérature coloniale pour la jeunesse.
Elle préside l'association française de recherche sur les livres et les objets culturels de l'enfance (Afreloce) et fait partie du comité de rédaction de la revue Strenae. Elle administre également le carnet de recherche Le Magasin des enfants.