Фамилия Варфаламеева — это не самостоятельное образование, а фонетический вариант более распространённой фамилии Варфоломеева. Разница в написании («а» вместо «о» во втором слоге) возникла из-за «акающего» произношения, свойственного южнорусским и среднерусским говорам: безударное «о» здесь звучит как «а», и это отразилось на письме. Поэтому корень фамилии — то же самое имя Варфоломей.

Имя Варфоломей пришло в русский язык из греческого, а в греческий — из арамейского. В оригинале оно означает «сын вспаханной земли» (бар — сын, телем — борозда, пашня). В христианской традиции это имя носил один из двенадцати апостолов, ближайших учеников Христа. Церковь поминает апостола Варфоломея несколько раз в году: 24 июня, 13 июля и 7 сентября.

Модель образования типична для русских фамилий: к имени Варфоломей добавили притяжательный суффикс -ев (в форме Варфоломеев), что буквально значило «сын Варфоломея» или «из семьи Варфоломея». Позже, при переходе в устную речь, форма Варфаламеев закрепилась как равноправный вариант. Таким образом, предок носительницы фамилии Варфаламеева когда-то носил имя Варфоломей — имя редкое даже в крестьянской среде, но встречавшееся, особенно в семьях, чтивших церковные традиции.