Фамилия Варламьева — женская форма от Варламьев, а та, в свою очередь, от мужского имени Варлам. В основе лежит каноническое крестильное имя Варлаам, которое пришло на Русь из греческого языка, а в греческий — из арамейского. Значение имени обычно толкуют как «сын народа» или «божий», но в бытовом сознании оно прочно связалось с преподобным Варлаамом Хутынским, одним из самых почитаемых новгородских святых. Именно эта региональная привязка — ключевая деталь: фамилии от имени Варлам чаще всего встречаются на русском Севере и в Новгородской земле, где культ этого святого был особенно силён.

Обратим внимание на написание. Форма Варламьева (с мягким знаком и «е» после «м») — не единственная. Встречаются варианты Варламов, Варламов, Варламьев. Разница в суффиксах: -ов, -ев, -ьев. Суффикс -ьев указывает на более архаичную модель образования. В древнерусском языке от имён, оканчивающихся на мягкий согласный (Варламь), притяжательное прилагательное образовывали с помощью суффикса -ев: Варламь-ев сын. Со временем «ь» перед гласным мог озвончаться или выпадать, закрепляя написание. Так Варламьева — это «дочь/жена Варламья», то есть человека, которого в быту звали не Варлам, а уменьшительно-обиходно — Варламь.

Само имя в народной среде претерпело изменения: церковное Варлаам упростилось до Варлам, а далее до Варламей, отсюда и фамилии Варламов, Варламейцев. Варламьева стоит в этом ряду как одна из ранних, «патронимических» форм, застывшая без дальнейшего упрощения. Носительница этой фамилии с большой вероятностью происходит из крестьянской или посадской среды северных губерний — Архангельской, Вологодской, Новгородской, где имя Варлам было распространено шире, чем в центральной России. Сословных привилегий фамилия не давала: дворянских родов Варламьевых в истории не зафиксировано, это чисто народная, «простая» фамилия, образованная от имени, которое носили и крестьяне, и купцы, и священники.