Die Matthiaskirche gehörte zum Burgkomplex. Sie war sowohl Pfarrkirche für den in der Burg residierenden Adel, als auch für die Gläubigen in Neef, was zuvor die Peterskapelle auf dem Berg war. Hier in der Matthiaskirche wurden Angehörige verschiedener Grafen und Ritter getauft. Auch fanden sie in ihr zum Teil ihre letzte Ruhestätte.

Das Patronat Matthias hat vermutlich Kurfürst Balduin vorgegeben, der einen Bezug zu Neef und zum Kloster Stuben hatte. Balduin war als Kurfürst auch Erzbischof von Trier, und die Trierer Diözese hatte schon damals den hl. Matthias als Bistumspatron.

Eine Visitation von 1593 bemängelte, dass die Neefer Bürger die Fastentage nicht einhielten und während der Messe ins Wirtshaus gehen.

Eine Kontrolle von 1620 übte massive Kritik an den allgemeinen Zustand in der Matthiaskirche. Insbesonders Kelch und Monstranz waren sehr vernachlässigt. Dabei sei berücksichtigt, dass im Lande der Dreißigjährige Krieg tobte, worunter Neef besonders zu leiden hatte. Regelmäßige Gottesdienste gab es so gut wie nicht mehr. Nicht nur feindliche Heere, auch wilde Horden und Banden machten auch vor Kirchenplünderungen nicht halt. So mussten wertvolle Kirchengeräte zeitweise in Kellern, Scheunen und Speichern versteckt werden und waren demzufolge ungepflegt.

Der Ort Neef wurde durch den Bahnbau grösser. Die Matthiaskirche wurde zu klein. Ab dem Jahr 1891 wurde in ihr kein Gottesdienst mehr gehalten. Es wurde eine neue Kirche, das heutige Gotteshaus, gebaut. Das Kirchenschiff der Matthiaskirche wurde abgerissen. Der Turm blieb erhalten.