Finländarens tid var försökens tredje bästa. I heatet efter Mattsson delade Izaac Stubblety-Cook (Australien) och Arno Kamminga (Nederländerna) på segern med tiden 2.07,37.
Även om Mattsson, som medvetet inledde avvaktade, plockade placeringar på slutet kunde det ha gått ännu fortare undan.
– I några vändningar kollade jag vilken fart de övriga höll. Jag såg att jag låg bra till. Då lät jag bli att ösa på för mycket på slutet, säger han till Yle.
Den 28-årige björneborgaren var med i OS redan för nio år sedan i London.
– Även om jag har deltagit i många mästerskap var jag överraskande stressad. Nu har stressen släppt och jag blickar framåt.
Nu väntar semifinal och eventuell final. Semifinalskedet inleds klockan 5.21 på onsdagsmorgonen finsk tid och finalen avgörs klockan 5.44 på torsdagsmorgonen.
– Jag tror att det går att vara snabbare på den första hundringen. En liten taktikjustering ska ge resultat, säger Mattsson.
Dagens andra finländare Ari-Pekka Liukkonen fick nöja sig med en blygsam 46:e plats på 100 meter fritt.
Liukkonens huvuddistans är 50 meter frisim som avgörs senare i veckan.
En fåordig Liukkonen erkände i intervjun att dagens insats närmast fungerade som uppladdning inför det.