Apesar de estar a lutar contra uma lesão na anca, McCarthy fez uma excelente volta de 63 tacadas, 7 abaixo do par, enquanto Matsuyama fez 64 tacadas para chegar ao fim de semana no topo da tabela de classificação.
McCarthy, de 31 anos, que ainda não ganhou no PGA Tour e que sofreu derrotas nos playoffs este ano e no ano passado, teve um bom começo com quatro birdies nos seus primeiros seis buracos antes de fazer um bogey no par 4 do sétimo buraco.
Recuperou com um birdie no par 3 do oitavo buraco e mostrou a mesma resiliência quando fez um bogey no 12.º buraco e imediatamente fez um birdie no buraco seguinte.
"Foi uma ronda muito boa. Fiz tudo muito bem. Fiz um bom putter. Bati muitos ferros bons. Recuperei bem depois de alguns bogeys que tive. Tudo me pareceu muito sólido hoje", afirmou.
O desempenho de McCarthy foi ainda mais impressionante tendo em conta os problemas de anca com que se tem debatido.
"Não quero divulgar muito. Está a incomodar-me e, nos últimos dias, tenho conseguido fazer o suficiente para ultrapassar o problema", disse.
"O calor ajuda muito. Solta-o mesmo. Mas tive de passar muito tempo depois da volta e antes da volta a soltá-lo, a prepará-lo para jogar uma volta completa", acrescentou.
Matsuyama começou com um birdie no par 4 do primeiro buraco, mas depois falhou um putt curto para birdie no segundo e fez bogey no par 3 do quarto buraco, depois de ter batido na água.
A partir daí, no entanto, o campeão do Masters de 2021 esteve em controlo, sem bogeys e fazendo mais cinco birdies.
Matsuyama procura a sua 10.ª vitória no PGA Tour e a segunda desta época, depois da vitória no Genesis Invitational em Los Angeles, em fevereiro.
O americano Sam Burns ficou uma pancada atrás do par líder depois de ter jogado um 63 com um eagle no par 5 do terceiro buraco.
Scottie Scheffler, acabado de ganhar a medalha de ouro olímpica em Paris, lidera a classificação dos playoffs da FedEx Cup e está de novo na luta, com o seu sólido 65 sem bogeys a colocá-lo a nove abaixo do par, a dois dos líderes.
"Fiz um bom trabalho com alguns bons up-and-downs para manter o ritmo e a ronda. Fiz um bom putt para o par no início da ronda no 5 e depois fiz umas boas pancadas para ficar perto do buraco, transformando o que poderia ter sido um par stressante num par sem stress com alguns bons lançamentos. No geral, foi um dia muito bom", disse o atual campeão do Masters.
O inglês Justin Rose ficou a uma pancada de Scheffler depois de uma segunda volta consecutiva de 66 pancadas.
Rose terminou a sua ronda em grande estilo com birdies no 16.º e 17.º e está empatado em quinto lugar com o americano Nick Dunlap.
Foi um dia dececionante para Rory McIlroy, quinto na classificação da FedEx Cup, que bateu 73 tacadas depois de fazer um duplo bogey no par 5 do terceiro buraco, onde bateu na água.