Род.27.07.1974. в Ижевске. Школу окончила в 1991 г. с  серебряной медалью. Одновременно окончила заочную школу при Новосибирском государственном университете на математическом отделении.  В 1996 году окончила ИС-факультет ИжГТУ по специальности ТГВ и  была оставлена на кафедре «ГиТ».

За время учебы в университете участвовала в олимпиаде ВУЗов Урала и Сибири по теоретической механике, заняла призовое место; участвовала также во Всероссийской олимпиаде по теоретической механике, заняла 11 место.

Училась в заочной аспирантуре.  В 2004 году защитила кандидатскую диссертацию по специальностям 01.02.05 «Механика жидкости, газа и плазмы» и 05.13.18 «Математическое моделирование, численные методы, комплексы программ » (научный руководитель проф. Диденко В. Н., научный консультант проф. Тененев В.А.).

Тематика научной работы – численное моделирование гидродинамики и теплообмена в установках для циркуляционного разогрева тяжелого жидкого топлива. О.И.Варфоломеева - автор ряда печатных работ и  методических разработок.

Занимает должность заведующей кафедры "Теплоэнергетика". Читает лекции и ведет другие виды занятий по дисциплинам "Погружное горение", "Физико-химические основы горения", "Внутрикотловые процессы", "Снабжение ТГ и КА твердым топливом", "Метрология, стандартизация и сертификация", "Теплогенерирующие установки", "Теория горения и взрыва".