Родился в 1949 г. в Перми. Окончил Свердловское суворовское военное училище (1967 г.), Омское ВОКУ им. М.В. Фрунзе, Военную академию им. М.В.Фрунзе.

Командовал взводом, ротой, батальоном. Был начальником штаба полка, затем дивизии. Бывший командир 43-го отдельного полка охраны штаба Группы советских войск в Германии (г. Вюнсдорф). В последние годы служил в Главном управлении кадров Министерства обороны Российской Федерации.

17 сентября 2001 г. в Грозном в районе Дома Правительства сепаратистами был сбит вертолет Ми-8 с генералами и офицерами на борту и упал в районе площади Минутка. От удара о землю взорвались топливные баки. Погибли 10 пассажиров вертолета - комиссия во главе с заместителем начальника управления Главного оперативного управления Генерального штаба Вооруженных Сил РФ генерал-майором Анатолием Поздняковым и три члена экипажа. Среди погибших был и генерал-майор П.Н.Варфоломеев. Для старших офицеров Генштаба это был плановый полет - предстояло встретиться с представителями местных структур власти, обсудить вопросы обустройства частей в районах дислокации и помощи местному населению.

Постановлением Администрации г. Перми от 26.12.2003 №3640 "О присвоении названий улицам в Мотовилихинском районе" новой улице индивидуальной застройки в жилом районе Запруд II Мотовилихинского районе г. Перми в честь своего земляка присвоено название "улица Варфоломеева".