Родился 18 июня 1907 г. в Вологде в семье Тихона Николаевича Шаламова (1868-1933) и Надежды Александровны Воробьевой (1870-1934). Его отец был священником, в 1893-1904 гг. вел миссионерскую деятельность на Алеутских островах (США), после чего вернулся в Вологду. Мать работала учительницей, затем воспитывала детей.
В 1923 г. Варлам Шаламов окончил в Вологде единую трудовую школу второй ступени №6.
В 1924 г. переехал в Подмосковье, начал работать дубильщиком на кожевенном заводе в пос. Кунцево (ныне одноименный район Москвы).
В 1926 г. поступил на факультет советского права 1-го Московского государственного университета (ныне Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова), скрыв при этом, что его отец был священником. В 1928 г. был исключен из университета "за сокрытие социального происхождения".
В 1929 г. сотрудники Объединенного государственного политического управления арестовали Варлама Шаламова при облаве в подпольной типографии при печатании троцкистских листовок. Его осудили как "социально вредный элемент" и приговорили к трем годам заключения в лагерях. Шаламов работал на Северном Урале на строительстве Вишерского целлюлозно-бумажного комбината и Березниковского химкомбината.
В 1931 г. освободился из лагеря и получил восстановление в правах. С 1932 г. проживал в Москве, публиковал статьи и очерки в журналах "За ударничество", "За овладение техникой" и "За промышленные кадры". В 1936 г. в журнале "Октябрь" вышла первая новелла Варлама Шаламова - "Три смерти доктора Аустино".
В начале 1937 г. был арестован за "контрреволюционную троцкистскую деятельность", осужден на пять лет заключения в исправительно-трудовых лагерях. Провел срок в Северо-Восточном лагере на Колыме, работал на золотодобывающих приисках, в геологоразведочной партии, в угольных шахтах.
В 1943 г. Варлам Шаламов был осужден военным трибуналом "за антисоветскую агитацию" на десять лет лагерей. Работал на приисках и лесоповале. В 1946 г. был направлен на курсы фельдшеров и затем в заключении работал медицинским сотрудником в больнице для осужденных "Левый берег" (находилась в пос. Дебин в 400 км от Магадана).
В 1949 г. начал писать стихи, впоследствии вошедшие в цикл "Колымские тетради". В основном эти сочинения были посвящены природе Восточной Сибири.
В октябре 1951 г. срок заключения Варлама Шаламова истек, после чего он на протяжении двух лет по направлению треста "Дальстрой" работал фельдшером в поселках Оймяконского района Якутской АССР (ныне Республика Саха, Якутия).
Осенью 1953 г., получив по амнистии право на отъезд с Колымы и заработав средства на дорогу, уволился из "Дальстроя". В ноябре того же года устроился на работу в Озерецко-Неклюевское стройуправление треста Центрторфстрой Калининской области (ныне Тверская обл.). В 1954-1956 гг. Варлам Шаламов являлся агентом по снабжению на Решетниковском торфопредприятии Калининской обл. Проживал в пос. Туркмен (ныне на территории Клинского района Московской обл.). С 1954 г. работал над сборником прозы "Колымские рассказы".
В 1956 г. был реабилитирован за отсутствием состава преступления, переехал в Москву.
В 1957 г. начал работу в качестве корреспондента журнала "Москва". В том же году в журнале "Знамя" были опубликованы первые стихи из "Колымских тетрадей".
В 1961-1967 гг. в московском издательстве "Советский писатель" вышли три поэтических сборника Варлама Шаламова - "Огниво", "Шелест листьев", "Дорога и судьба".
Основные произведения писателя - так называемая колымская проза, повествующая о жизни заключенных ГУЛАГа - представлены в шести сборниках: "Колымские рассказы", "Левый берег", "Артист лопаты", "Очерки преступного мира", "Воскрешение лиственницы" и "Перчатка, или КР-2" (иногда для всех этих книг используется обобщенное наименование "Колымские рассказы"). Варлам Шаламов, в отличие от Александра Солженицына (1918-2008), практически не затрагивал социально-исторических и политических причин лагерного террора, а описывал в качестве основы и движущей силы карательной системы злобу и ненависть, укорененные в характерах людей.
Единственный из "Колымских рассказов", напечатанных в СССР при жизни писателя, "Стланик", вышел в 1965 г. в журнале "Сельская молодежь".
Первые публикации отдельных произведений цикла начали появляться в зарубежных русскоязычных изданиях (американский "Новый журнал" и др.) в середине 1960-х гг. без согласия автора. В 1970 г. "Колымские рассказы" вышли в журнале "Грани", который выпускался эмигрантским антикоммунистическим издательством "Посев" (ФРГ). Из-за этого в Советском Союзе Шаламова временно перестали печатать. В феврале 1972 г. "Литературная газета" опубликовала письмо Шаламова, в котором он отмечал, что "проблематика "Колымских рассказов" давно снята жизнью, и представлять меня миру в роли подпольного антисоветчика, "внутреннего эмигранта" господам из "Посева" и "Нового журнала" и их хозяевам не удастся". После этого в 1972 г. в СССР была издана книга стихов Шаламова "Московские облака". В том же году он был принят в Союз писателей СССР.
В 1977 г. выпустил поэтический сборник "Точка кипения".
Последние годы жизни, кончина
С 1977 г. здоровье Варлама Шаламова ухудшалось, он прекратил литературную деятельность. Писатель скончался 17 января 1982 г. в Москве на 75-м году жизни. Похоронен на Кунцевском кладбище.
В СССР публикации "Колымских рассказов" стали массово появляться в различных журналах в 1988 г. - спустя шесть лет после смерти Варлама Шаламова. Первое полное издание всех шести книг вышло в 1992 г.
Семья
Варлам Шаламов был дважды женат. Первая супруга - Галина Игнатьевна Гудзь (1909-1956), вторая - Ольга Сергеевна Неклюдова (1909-1989). От первого брака - дочь Елена (1935-1990).