Родился в купеческой семье. Брат — епископ Герман (Ряшенцев).
Окончил гимназию в Тамбове (1896), Казанскую духовную академию со степенью кандидата богословия (1901).
В 1901—1902 годы — преподаватель Уфимского духовного училища. 8 октября 1901 года — пострижен в монашество.
С 9 октября 1901 года — иеродиакон, с 10 октября — иеромонах.
В 1902—1903 — преподаватель, в 1903—1906 годы — инспектор Уфимской духовной семинарии.
В 1906—1913 годах — ректор Полтавской духовной семинарии в сане архимандрита.
В этот период написал ряд богословских трудов, в основном, по апологетике. Автор исследования «Ренан и его книга „Жизнь Иисуса“», которое протоиерей Александр Мень считал одним из самых удачных на данную тему в русской православной литературе. Варлаам резко критично настроен по отношению к французскому автору. Он рассматривал психологические предпосылки, которые привели Ренана к позиции агностического скептицизма, а также художественные особенности его книги, завоевавшие ей популярность. Противопоставил христианский взгляд на жизнь философским позициям Ренана.
С 13 января 1913 года — епископ Гомельский, викарий Могилёвской епархии. В октябре 1918—1919 проживал в Киеве.
23 июня 1919 был арестован в Гомеле, но 5 июля 1919 освобождён по прошению 5 тысяч верующих. Был епископом Мстиславским, викарием Могилевской епархии. В 1922 — временно управляющий Могилёвской епархией.
Недолго участвовал в обновленческом движении, принёс покаяние и вновь был принят в юрисдикцию Патриаршей церкви.
С 3 сентября 1923 — епископ Псковский и Порховский.
В 1923—1924 годы временно управлял Гомельской епархией. В 1924 арестован в Пскове и приговорён к двум годам тюремного заключения. В 1924—1926 находился в заключении в Ярославской тюрьме. С 13 июля 1927 — архиепископ Пермский, но уже 11 ноября уволен на покой.
С декабря 1927 — викарий Ярославской епархии, временно управляющий Любимским викариатством.
6 февраля 1928 года в составе группы ярославских архиереев отделился от Заместителя Патриаршего местоблюстителя митрополита Сергия (Страгородского), поддержав позицию митрополита Агафангела (Преображенского). 11 апреля ему было запрещено священнослужение. 10 мая заявил о возвращении в молитвенное общение с митрополитом Сергием, после чего 30 мая 1928 Синод снял запрет в священнослужении.
7 сентября 1929 года был арестован в Ярославле по делу «церковно-монархической организации „Истинное православие“»; 3 января 1930 года особым совещанием при коллегии ОГПУ приговорён к трём годам ИТЛ. Находился в Котласском лагере. 20 мая 1931 года постановлением коллегии ОГПУ срок был увеличен до 10 лет; переведён из Котласа в Соловецкий лагерь особого назначения
22 февраля 1933 года был досрочно освобождён; находился в ссылке в Вологде. В Вологде совершал тайные богослужения дома; создал небольшие женские монашеские общины (из числа монахинь закрытых обителей).
11 ноября 1940 года был арестован в Вологде, заключён во внутреннюю тюрьму НКВД
26 августа 1941 года судебной коллегией по уголовным делам Вологодской области был приговорён к расстрелу; постановлением Президиума Верховного Совета СССР от 25 ноября 1941 года расстрел заменён на 10 лет ИТЛ.
Скончался в тюрьме № 1 Вологды 20 февраля 1942.