Первый игумен Киево-Печерского монастыря. С молодых лет часто посещая преподобного Антония Печерского († 1073 г.; память 10/23 июля) и с любовью слушая его наставления, он так увлекся монашеской жизнью, что решил сам стать иноком. Преподобный Антоний принял благочестивого юношу, твердо решившего стать монахом, и велел преподобному Никону († 1088 г.; память 23 марта/5 апреля) совершить над ним иноческий постриг.

Этим возбудил Варлаам против себя гнев отца, но твердость духа, проявленная молодым юношей, заставила отца уступить желанию сына.

Когда число иноков в пещерах стало возрастать, преподобный Антоний поставил преподобного Варлаама игуменом, а сам переселился в другую пещеру и опять стал жить в уединении. Испросив благословение преподобного Антония, игумен построил над пещерой деревянную церковь в честь Успения Пресвятой Богородицы. Впоследствии преподобный Варлаам по желанию великого князя Изяслава, в Крещении Димитрия, стал игуменом нового созданного монастыря в честь великомученика Димитрия.

Дважды преподобный Варлаам совершал паломничество к святым местам Иерусалима и Константинополя, как по личному влечению, так и для блага Церкви: христианство на Руси было тогда еще новым явлением и многое из древних правил Восточной Церкви нужно было вводить. На обратном пути из второго путешествия он скончался во Владимирском Святогорском монастыре на Волыни в 1065 г. и был погребен, согласно завещанию, в Печерской обители, в Ближних пещерах.