Церковь во имя Преображения Господня преподобный создал сначала деревянную, а потом и каменную. От всех приходивших к нему преподобный требовал прежде всего взаимной любви. Он был великим прозорливцем и чудотворцем. Раз он даже воскресил умершего отрока. Прп. Варлаам принимал участие в жизни родного города. Был случай, когда он спас приговоренного к потоплению в Волхове. Провидев его способность к покаянию, он привел его в монастырь и постриг.
Однажды архиепископ Новгородский пригласил Варлаама к себе. Он ответил, что приедет во вторую пятницу по Троице — на санях. В этот день выпал такой обильный неожиданный снег, что преподобный приехал действительно на санях. Святитель высказал опасение за урожай. Преподобный ответил ему, что урожай не пострадает и что снег этот был послан для спасения полей от червей. И действительно, когда снег стаял, все поля оказались покрытыми мертвыми червями.
Свою обитель прп. Варлаам поручил прп. Антонию Дымскому, который совершил путешествие в Константинополь и Святую Землю.
Исцеления от мощей его начались с XIV в. Во время ежегодного крестного хода в память преподобного одного расслабленного положили в церкви около его раки. Вдруг он увидел исходящее от нее пламя и воскликнул: «Раб Божий, помилуй меня!» — и встал здоровым.
Были и другие чудеса.
В XV в. святые мощи прп. Варлаама были обретены нетленными и положены святителем Евфимием (память его 11 марта) в открытой раке. Известны два случая воскрешения им умерших. В первый раз это был купец, который вез милостыню в обитель и потонул уже в виду монастыря. Тело его было извлечено из воды без всяких признаков жизни. Внезапно он ожил и заявил, что жизнь ему возвратил прп. Варлаам.
Во второй раз прп. Варлаам воскресил в 1460 г. молодого постельничего вел. князя Василия Темного — Григория. Воскресший рассказал, что по кончине он был немедленно окружен роем бесов, обвинявших его в разных грехах. Но тут же явились ему святитель Николай и прп. Варлаам. Святитель сказал ему, что его немногие добрые дела имеют более силы, чем все его грехи, известные его духовнику. А прп. Варлаам сказал так: «Хорошо было бы тебе здесь остаться, но родители твои будут скорбеть без тебя; иди утешь их, и я помогу тебе!» Он стал невидим, а умерший ожил. В 1521 г. престарелая монахиня высокой духовной жизни во время нашествия на Москву орд крымского хана Мехмет-Гирея увидела, что московские святители покидают Кремль, унося с собой чудотворную Владимирскую икону Божией Матери. Но их встретили прп. Сергий и Варлаам и, преклонив колена, умоляли их не покидать город, но молить за него Бога. После этого они все вместе отслужили молебен и вернулись в Кремль. Москва была спасена. Мощи преподобного на данный момент находятся в Варлаамо-Ху́тынском Спасо-Преображенском женском монастыре.