Тобольскому епископу пришлось затратить много усилий для противодействия распространявшемуся в Сибири старообрядчеству. За годы управления Варлаамом Тобольской епархией самосожжения старообрядцев случались крайне редко. Большое внимание Варлаам уделял иконописанию. Строго наблюдал за качеством привозимых в его епархию икон, обращался в Синод с прошением «запретить писать и вывозить в Сибирь иконы без освидетельствования их местными архиереями». Поскольку большинство икон поступало из Суздальской епархии, Синод направил указ Суздальскому епископу Тихону (Якубовскому) о строгом контроле над местными иконописцами. В Тобольске Варлаам допускал к делу писания икон только после получения иконописцем специального аттестата, для этого необходимо было представить работы самому архиерею. В 1800 г. в Тобольской духовной семинарии Варлаам открыл класс рисования, сам писал иконы и картины (Николай Алексеевич Абрамов видел икону Божьей Матери, написанную Варлаамом, этой иконой архиерей благословил туринского воеводу Панаева). При Варлааме в Сибири значительно расширилось храмоздательство. Каменные церкви были построены в Тюмени, Ишиме, Кургане, Томске, Кузнецке, Барнауле, Енисейске, Канске и других городах. По ходатайству Варлаама в 1783 г. был учреждён Абалакский в честь иконы Божьей Матери «Знамение» монастырь. Его первым настоятелем стал игумен Маргарит, под его руководством были построены тобольский архиерейский дом и колокольня Софийско-Успенского собора в Тобольском кремле. При Варлааме собор был отремонтирован и 20 июля 1787 г. освящён. В годы управления Варлаамом Сибирской епархией на жителей Тобольска несколько раз обрушивались стихийные бедствия, наиболее разрушительными были наводнение в 1784 г. и пожар в 1788 г.; архипастырь много трудов положил для того, чтобы утвердить в горожанах надежду на милость Божью, помогал пострадавшим деньгами. Современники называли его «мужем евангельской кротости и праведной жизни». Он подолгу молился, был строгим постником, спал на голых досках и любил уединение, для молитвы иногда удалялся в Междугорский Иоанновский мужской монастырь. Сохранились свидетельства о том, что Господь сподобил Варлаама даров прозорливости и утешения находящихся в скорбях. 6 ноября 1792 г. Варлаам был возведён в сан архиепископа. Награждён орденами св. Анны первой степени и св. Александра Невского (1801 г.). По завещанию погребён в Златоустовском приделе тобольского кафедрального собора, рядом с Иоанном (Максимовичем). Канонизация Варлаама состоялась в 1984 г., когда по благословению Патриарха Московского и всея Руси Пимена (Извекова) было установлено празднование Собору святых, в земле Сибирской просиявших.