Призван в 1941 году Киселевским РВК Новосибирской области. Старший лейтенант.

Прошел славный боевой путь в составе 4-й отдельной Одесской орденов А.Невского и Красной Звезды бригады правительственной связи МВД СССР южной группы войск. Командовал взводом 1286-й отдельной роты.

Воевал на Северо- Западном и 2 Украинском фронтах. Участвовал в героической обороне Москвы. Освобождал Румынию, Болгарию, Венгрию. Был дважды ранен.

Не раз ходил в разведку и успешно выполнял боевые задания. В боях под Старой Руссой в 1942 году лично уничтожил 29 солдат противника, троих из них – в рукопашном бою.

Боевая доблесть офицера Варфоломеева была отмечена орденом Красной Звезды.

Алексей Андреевич награжден орденом Отечественной войны II степени и медалями «За боевые заслуги», «За освобождение Будапешта», «За победу над Германией», «За победу над Японией».

После войны работал на Краснобродском угольном разрезе машинистом бурового станка.