О преподобном Варлааме известно мало, и почти всё — из одного источника: летописи «О зачатии Владычнего монастыря еже есть в Серпухове», написанной на доске и хранившейся в обители до начала XX века. Откуда он родом и кто его родители, неизвестно; неизвестно и то, где и когда он принял постриг. Летопись называет его «пострижеником пустынным» и начинает рассказ сразу с 1360 года. К этому времени Варлаам был келейником митрополита святителя Алексия, и тот его очень любил.

В 1360 году, во время келейного правила, святитель Алексий услышал от иконы Пресвятой Богородицы повеление поставить монастырь. На вопрос, где именно, ответ был: в пределах града Серпухова. Осмотреть место митрополит послал Варлаама. Тот нашёл его, заночевал там и услышал ночью необычный звон, а вернувшись, рассказал обо всём святителю.

Через несколько дней Варлаама снова отправляли в дорогу — готовить всё нужное для стройки. Едва закончился напутственный молебен, он упал и умер. Святитель Алексий обратился к той же иконе, и по слову от неё взял его за руку и поднял. Варлаам встал весь в слезах, но объяснять ничего не стал: обещал рассказать перед самой смертью.

Место святитель осмотрел сам и сначала остался им недоволен, но ночью услышал то же, что и Варлаам, и повеление ставить монастырь здесь. Заложили деревянную церковь, а строителем назвали Варлаама. В 1362 году поднялась уже каменная церковь в честь Введения Богородицы во храм, которую святитель Алексий освятил.

Строителем преподобный был пятнадцать лет, а потом ослеп и прожил слепым ещё два года. Перед кончиной он попросил святителя приехать и похоронить его своими руками. Тот приехал и напомнил про обещанный рассказ. Варлаам ответил, что словами передать это страшно, а написать не может — не видит. Принесли перо и хартию, помолились — и преподобный прозрел. Он написал, почему обитель зовётся Владычней, а не Алексеевской: видел он Владычицу, и всё было по Её промыслу. Тут же он позвал слепого брата Гедеона, возложил на него руку — и тот прозрел следом, а ещё услышал предсказание о собственной кончине через три недели, которое в точности сбылось.

Преподобный Варлаам скончался 5 мая 1377 года. По завещанию его погребли на церковной паперти: он просил похоронить его так, чтобы всегда видеть церковь Пресвятой Богородицы. В том же году по распоряжению святителя Алексия для монастыря написали икону «Введение Богородицы во Святая Святых» — по тому самому видению Варлаама; она много веков была главной святыней обители.