Elliot Handler s-a născut pe 9 aprilie 1916 în Illinois. Era student la Arte şi făcea designul pentru obiecte de iluminat, fără să aibă prea mult succes, până în 1939, când a început să producă mobilă pentru păpuşi în garajul lui din California de Sud. În cele din urmă, a făcut designul unui pian în miniatură, care a produs furori la un târg de jucării din New York. Magazinele au comandat mai mult de 300.000 de astfel obiecte – dar familia Handler a greşit în stabilirea preţului jucăriilor, pierzând astfel foarte mulţi bani. Au intrat în datorii, dar i-a salvat ideea de a produce cutii muzicale mici, ieftine. Anterior, aceste dispozitive erau considerate obiecte de lux, fiind realizate exclusiv de artizanii europeni. Au început să pună dispozitivele în alte jucării – unele din plastic şi păpuşi, de pildă. Produsele au devenit în scurt timp un hit şi au generat venituri de milioane. Ruth Handler era responsabilă de deciziile de business ale afacerii, în timp ce el lucra la dezvoltarea de noi jucării. Ea a iniţiat ideea că Mattel trebuie să dezvolte o păpuşă din plastic care să arate ca o femeie matură – cu o talie subţire, picioare lungi – şi a insistat în acest sens, deşi soţul ei şi cei din jur erau sceptici. Au mers pe mâna ei şi au lansat în 1959 Barbie, păpuşa denumită după fiica lor. Ulterior au lansat şi păpuşa Ken, cu numele fiului lor, care a murit din cauza unei tumori la creier în 1994.
În 1960, Mattel a lansat un nou success, Chatty Cathy, o păpuşă vorbitoare care a revoluţionat istoria jucătoriilor. Ani mai târziu, Handler s-a concentrat pe maşini de jucărie. Compania a recrutat designeri de la companii auto precum General Motors şi a perfectat un proces de manufacturare pentru roţi din plastic care se puteau învârti foarte uşor. De atunci, mai mult de 10.000 de modele diferite de Hot Wheels au fost produse. Compania s-a listat la Bursa de Valori din New York în 1963. În mai 1970, Mattel a format un joint venture cu compania de producţie cinematografică Radnitz şi a intrat apoi într-un parteneriat cu Mehra Entertainment. În 1971, Mattel a cumpărat The Ringling Bros. şi circul Barnum & Bailey, într-o tranzacţie de 40 de milioane de dolari. Mattel a vândut însă compania de circ până în decembrie 1973, în pofida profiturilor generoase aduse de aceasta.
În 1974, o investigaţie a descoperit că Mattel falsificase anumite informaţii din rapoartele financiare ale companiei, astfel că Elliot şi Ruth Handler au fost îndepărtaţi de la conducerea acesteia. Arthur S. Spear, un vicepreşedinte al Mattel, a preluat controlul companiei în 1975 şi a readus-o pe profit în 1977. Ruth Handler şi-a vândut acţiunile deţinute în companie în 1980. După ce s-a retras de la conducerea companiei, Handler s-a dedicat picturii, axându-se pe genul fotorealist. A murit în 2011, la 95 de ani.
Din ianuarie 2017, compania cu 32.000 de angajaţi o are ca CEO pe Margaret Georgiadis, un executiv care a lucrat anterior la Google, ca preşedinte pentru zona Americilor la Alphabet Inc.