Николай Викторович Варламов родился 2 декабря 1925 года в деревне Цибаки Гаврилов-Ямского района Ярославской области. В июне 1943 года в возрасте 17 лет вступил добровольцем в ряды Красной армии и стал свидетелем и участником тех страшных испытаний, которые выпали на долю русского народа. Воевал в составе Второго Белорусского фронта, дошел до Германии Прослужил в Вооруженных силах до 1983 года, награжден 3 орденами и 18 медалями, в том числе орденами Отечественной войны 2-й степени, «За службу Родине в Вооружённых Силах СССР» 3-й степени, медалями «За боевые заслуги», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941—1945 гг.», «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941—1945 гг.» (06.06.1945). Генерал-майор в отставке.
В 1955 году с золотой медалью окончил Военно-транспортную академию путей сообщения в Ленинграде, получив специальность «Строительство и восстановление автомобильных дорог» с присвоением квалификации Военный инженер, затем стал выпускником Высших академических курсов руководящего состава при Военной академии Генерального штаба ВС СССР по специальности «Управление соединениями и объединениями с использованием автоматизированных систем».

Педагогическая деятельность Николая Викторовича Варламова в высшей школе началась в 1960 году. Он прошел путь от преподавателя до профессора Военной академии тыла и транспорта, затем стал профессором кафедры организации, планирования и управления Ленинградского инженерно-строительного института (ЛИСИ, ныне СПбГАСУ). В 1984 году создал кафедру автоматизированных систем проектирования и управления в ЛИСИ – СПбГАСУ, которой руководил в течение 15 лет. Его силами была создана новая система обучения инженеров-строителей. В 2001 году он перешёл работать на кафедру управления СПбГАСУ профессором.

Николай Викторович Варламов входил в состав Общественного совета группы саморегулируемых организаций «Балтийское объединение».
Николай Викторович разработал и опубликовал более 380 научных трудов. Им было написано 16 монографий, 5 учебников, 78 учебных пособий, 7 научно-методических сборников по разработке и созданию автоматизированных систем управления и моделирования сложных систем и объектов, 170 статей в отечественных и зарубежных изданиях, участвовал в разработке 5 энциклопедий, в т.ч. «Строительное производство».
Николай Викторович подготовил 69 кандидатов технических, военных и экономических наук, 16 докторов и гранд-докторов философии в области управления в условиях риска. Многие из выпущенных им специалистов со временем заняли руководящие должности – начальников НИИ, руководителей центрального аппарата, крупных проектных и строительных организаций не только Санкт-Петербурга, но и в целом в России.
В качестве научного руководителя Николай Викторович Варламов участвовал в реализации более 60-ти научно-технических проектов, среди которых – внедрение новейших информационных автоматизированных систем всех звеньев управления, включая управление строительным комплексом и городским хозяйством, инвестиционно-строительной деятельностью Санкт-Петербурга, интегрированную систему проектирования и управления реконструкцией и техническим перевооружением предприятий стройиндустрии России, автоматизацию управления тылом Вооруженных Сил.
В 1996 году указом Президента РФ Николаю Викторовичу Варламову присвоено почетное звание «Заслуженный деятель науки и техники РФ», а за участие в разработке проектов Российской инженерной академии он получил почетное звание «Заслуженный инженер России».

В 2015 году увидела свет книга воспоминаний Н.В. Варламова «Путь в науку» («Издательство «ЗОДЧИЙ»).

«Когда Международный институт Оксфордской образовательной сети выдвинул мою кандидатуру на получение Нобелевской премии, в первую очередь мне предложили представить список всех моих научных трудов. Список занял 48 страниц! Когда я проанализировал перечень всех этих трудов, оказалось, что более 70 моих работ имеют гриф «секретно» или «совершенно секретно», и я до настоящего времени не знаю, с каких трудов этот гриф снят. Поэтому я решил отказаться от дальнейшей подготовки документов для Нобелевского комитета» — рассказывал Н.В. Варламов в упомянутой книге.