Светлана Варфоломеева родилась 12 декабря 1969 года. В 1996 году окончила педиатрический факультет Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова. Позднее защитила диссертацию на соискание ученой степени доктора медицинских наук. Имеет ученое звание Профессора по специальности «Онкология».
Трудовую деятельность Варфоломеева начала в 1998 году в должности анестезиолога-реаниматолога в отделении гематологии Морозовской детской городской клинической больницы Департамента здравоохранения города Москвы. В 2000 гоуд стала заведующей отделением детской онкологии в Московском областном онкологическом диспансере. Одновременно с 2002 году являлась главным внештатным специалистом - детским онкологом Московской области и Центрального округа России.
С 2005 года Светлана Варфоломеева занимала должность заведующей отделом детской и подростковой онкологии в Национальном медицинском исследовательском центре детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева. В 2010 году также стала исполнительным директором общественной организации «Национальное общество детских гематологов и онкологов».
С 2012 года Варфоломеева является членом Международного общества детской онкологии. А с 2014 года - главным редактором «Русский журнал детской гематологии и онкологии». В 2015 году назначена заместителем директора Института онкологии, радиологии и ядерной медицины Национального медицинского исследовательского центра детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева.
Светлана Рафаэлевна 4 июня 2019 года назначена на должность заместителя директора по научной и лечебной работе - директором Научно-исследовательского института детской онкологии и гематологии аппарата управления Национального медицинского исследовательского центра онкологии имени Н.Н. Блохина Министерства здравоохранения России.
Светлана Варфоломеева является автором детской книги «Машка как символ веры».
Награды Светланы Варфоломеевой
Заслуженный врач Республики Северная Осетия - Алания
Заслуженный врач Карачаево-Черкесской Республики