Илья Варламов родился 7 января 1984 в городе Москва. Учился в Московском архитектурном институте, в период обучения в вузе организовал компанию, которая впоследствии стала группой компаний iCube с годовым оборотом 3 миллиона долларов.

По данным газеты «Ведомости», свою компанию «Д.В.А. в кубе», работавшую в области 3D-визуализации, он создал в 2002 году вместе с Артёмом Горбачёвым. В том же году её оборот составил 50 тысяч долларов, а самым крупным заказом стала визуализация жилого комплекса небоскрёбов «Алые паруса» компании «Дон-строй». В 2006 году «Д.В.А. в кубе» была переименована в iCube.

В августе 2009 совместно с Дмитрием Чистопрудовым основал фотоагентство «28-300», специализирующееся на коммерческой фотосъёмке и продаже фотографий. В сентябре 2011 Варламов запустил онлайн-СМИ «Ридус».

В апреле 2012 года, выиграв праймериз «Гражданин мэр», организованные изданием «Омск политический», подал документы в Омский горизбирком для участия в выборах мэра Омска, которые должны были пройти 17 июня. 2 мая объявил о прекращении избирательной кампании из-за проблем со сбором подписей избирателей в поддержку кандидата; согласно его информации, его избирательному штабу удалось собрать около 1500 достоверных подписей из необходимых 10 тыс.

В июне 2012 объявил о своем выходе из проекта, после этого в Ридусе сменилась вся редакция. 4 июня 2012 года Варламов совместно с Максимом Кацом объявил о запуске «Городских проектов». В апреле 2013 г. Варламов в интервью Ленте.ру заявил, что больше не имеет отношения к iCube. На май 2013 года Любовь Варламова указана руководителем iCube в собственном профайле Фэйсбук.

Как блогер-фотограф, Илья Варламов ведёт популярный блог varlamov.ru, а также твиттер varlamov. Во время различных политических акций российской оппозиции блог в ЖЖ часто становится популярным источником информации и иллюстраций происходящих событий. В частности, Варламов снимал фото и постил их себе в блог в режиме онлайн с событий на Манежной площади, у Торгового центра «Европейский», с «Маршем несогласных», «Днём гнева» с 2010 по 2011 год.

В марте 2011 года правительственная «Российская газета» сообщила, что появившаяся в ЖЖ Варламова информация о том, что авиакомпании подняли цены на билеты в Токио, вызвала широкое обсуждение среди блогеров. В ходе протестов в Киеве, в начале 2014 года, активно освещал происходящее.

В 2010 году 22 декабря СМИ сообщили, что у Владимира Путина появился «свой личный блогер». Одним из первых заданий Ильи стал репортаж о работе журналистов, освещавших деятельность председателя российского правительства - он полетел с ними на одном самолёте в Санкт-Петербург. Варламов рассказал Life News, что его сегодняшняя работа - это часть одного большого проекта.

В другом интервью назвал приглашение его пресс-службой правительства в пул «в определённом смысле экспериментом». Однако подробности блогер раскрывать не стал, намекнув, что не на все вопросы может открыто отвечать. Днём ранее Варламов сделал пост в своём ЖЖ, выложив фотографии могилы убитого зимой 2010 года футбольного болельщика Егора Свиридова, возле которой побывал Путин.

Варламов вновь отправляется в поездку с Путиным в Южно-Сахалинск 19 марта 2011 года. 1 августа 2011 года Варламова пригласили осветить поездку Путина на молодёжный форум движения «Наши» на озере Селигер.