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Mattia Bais participe à ses premières compétitions à l'âge de neuf ans au sein de la Société cycliste de Mori[1].
Il passe professionnel en 2020 chez Androni Giocattoli-Sidermec, après y avoir été stagiaire[2]. Durant ses débuts, il se fait remarquer par ses échappées. En octobre, il participe au Tour d'Italie, son premier grand tour, où il remporte le classement Fuga Pinarello[3].