16 сентября 1987г
Новгородская область, Новгородский район, Великий Новгород
Российская спортсменка, специализирующаяся в академической гребле (легкий вес). Бронзовый призёр Всемирной Универсиады 2013 года в Казани, чемпионка России 2014 года. Мастер спорта России международного класса.
Родилась 16 сентября 1987 года в Великом Новгороде. С юных лет занималась академической греблей, проходя подготовку под руководством заслуженного тренера Людмилы Георгиевны Орловой в КСДЮСШОР "Олимп" (г. Пестово). Тренировочный процесс осуществлялся на базе Центра спортивной подготовки Новгородской области.
Первых значимых успехов на всероссийском уровне добилась в 2007 году, когда стала победительницей чемпионата России в составе парной четвёрки, а также заняла четвёртое место в двойке парной. В последующие годы спортсменка стабильно входила в число лидеров национальной сборной, регулярно участвуя в крупнейших международных стартах — чемпионатах Европы и мира.
Наивысшим достижением в карьере Варфоломеевой стало выступление на Всемирной Универсиаде 2013 года в Казани. В паре с Анной Языковой (Липецк) она завоевала бронзовую медаль в заезде парных двоек легкого веса на дистанции 2000 метров, показав результат 8 минут 0,66 секунды. Победу одержал экипаж из Белоруссии, серебро досталось немецким спортсменкам.
В том же 2013 году в составе российской четвёрки (Анна Языкова, Диана Степочкина, Ольга Аркадова) заняла четвёртое место на чемпионате мира в корейском Чхунджу — лучший результат среди всех российских экипажей на том турнире. Также спортсменка шесть раз принимала участие в чемпионатах Европы (2009–2014 гг.), где её лучшим результатом стало четвёртое место в 2011 году.
1 июля 2014 года на гребном канале "Крылатское" в Москве завершился чемпионат России, где Наталья Варфоломеева стала чемпионкой в одиночке легкого веса, показав результат 8 минут 52,132 секунды и опередив ближайшую соперницу более чем на три секунды.
В октябре 2017 года Федерация гребного спорта России (ФГСР) на основании решения РУСАДА дисквалифицировала спортсменку на два года за нарушение антидопинговых правил (пункт 2.1). Срок дисквалификации отсчитывался с 17 августа 2017 года. Это решение поставило точку в её выступлениях на международной арене.