Cunha, de 23 años, había llegado al conjunto rojiblanco en 2021 procedente del Hertha de Berlín por 26 millones de euros, aunque no logró consolidarse en el Atlético.
La temporada pasada firmó siete goles con el club madrileño, pero en el curso actual aún no había marcado.
"Desde el Atlético de Madrid le deseamos el mayor de los éxitos en esta nueva etapa profesional a Matheus Cunha, cuyo acuerdo de cesión está condicionado por la resolución de unos últimos flecos de la documentación del jugador", concluye el comunicado del Atlético.
Cunha contribuyó al oro logrado por Brasil en los Juegos Olímpicos de Tokio en 2021, aunque no estuvo presente con la Canarinha en Catar.
El brasileño es la primera incorporación de los Wolves desde la llegada al banquillo del técnico español Julen Lopetegui.