Фамилия Варфломеев образована от канонического мужского имени Варфоломей. В переводе с греческого оно означает «сын вспаханной земли» или «сын полей» — образ, связанный с земледелием и плодородием, а не с богатством или знатностью, как иногда полагают. Скорее всего, основатель рода Варфломеевых был человеком, получившим имя Варфоломей при крещении, а его потомки закрепили за собой фамилию по отцу: «чей? — Варфломеев».

Интересная деталь: в разговорной речи имя Варфоломей часто редуцировалось до форм вроде Варфломей, что и закрепилось в написании фамилии. Суффикс -ев указывает на принадлежность к роду (аналогично фамилиям на -ов, но после мягкого или шипящего согласного). Однокоренные фамилии — Варфоломеев, Варфоломеевский, Варлам (сокращённая форма).

Встречается фамилия преимущественно в центральных и южных регионах России, где было распространено имя Варфоломей, особенно среди крестьян и духовенства. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) Варфломеев рассматривается как вариант Варфоломеева, возникший из-за упрощения произношения. Нет оснований связывать фамилию с каким-либо конкретным сословием: носители могли быть и крестьянами, и мещанами, и священниками.

Таким образом, Варфломеев — это типичная русская патронимическая фамилия, корни которой уходят в христианское имя с земледельческой символикой.