В 2008 Семен помогает "Локомотиву" выйти в финал плей-офф Супер-лиги, где его команда в серии матчей все-таки уступила "Салавату".
Семен Варламов родился и вырос в Самаре, где впервые и начал играть в хоккей при спорт школе ЦСК ВВС. В юности Варламов переезжает в Ярославль, где в местной команде становится доминирующим вратарем в группе для хоккеистов 1988 г.р.. В течение сезона 2004/05 Варламов смог дебютировать в фарм-клубе команды "Локомотив" - "Локомотив-2", играя сменщиком Ивана Касутина в 1-ой Лиге (Россия 3). В течение лета 2005, Касутин был отдан в аренду "Пензе", после чего Варламов становится основным вратарем команды на сезон 2005/06. В 2008 Семен помогает "Локомотиву" выйти в финал плей-офф Супер-лиги, где его команда в серии матчей все-таки уступила "Салавату".
Будучи выбранным на Драфте НХЛ 2006 года под общим номером 23 командой Вашингтон Кэпиталз, Варламов подписал с ними трехлетний контракт начального уровня 11 июля 2007. В преддверии сезона 2008/09 Семен переезжает в Северную Америку, где в тренировочном лагере "Столичных" демонстрирует отличные данные, тем не менее, сезон он начинает в фарм-клубе "Вашингтона" - "Херши Бэрс", который выступает в Американской Хоккейной Лиге (AHL). Свою первую игру в НХЛ Варламов провел 13 декабря 2008 против "Монреаль Канадиенс", в которой победу одержал "Вашингтон" 1:2, сам Варламов отразил 32 броска по своим воротам и был назван первой звездой матча. Его дебют на домашней арене "Вашингтона" пришёлся пятью днями позже, 18 декабря 2008 в игре против "Сент-Луиса", в которой "Столичные" победили 4:2, вратарь-вундеркинд отразил 29 бросков по своим воротам и был назван второй звездой матча. В дальнейшем Семен довольно долго не привлекался к играм за "Вашингтон", продолжая играть в его фарм-клубе. Только в феврале 2009 года Семен снова был вызван в "Вашингтон", он занял место сменщика Жозе Теодора - Брента Джонсона, который получил травму бедра. Варламов был запасным вратарем сыграв до конца сезона лишь 6 матчей (5-0-1) с 2.37 шайбами пропущенными в среднем и с отбитыми бросками 0.918%, также выдал хорошую концовку сезона в "Херши Бэрс" (АХЛ), где в 27 играх показал результат - 19-7-1. В течение первого раунда плей-офф 2008/09 (НХЛ) против "Нью-Йорк Рейнджерс", Варламов стал основным вратарем после того как Жозе Теодор пропустил 4 шайбы в первом матче серии, который был проигран "Вашингтоном" 3:4. Во втором матче Семен вышел с первых минут, но несмотря на минимальное поражение "Вашингтона" (0:1), в дальнейшем Семену доверили рамку ворот, и в двух из трех последующих матчах серии Семен отстоял свои ворота на ноль, отразив в третьем матче серии 33 броска соперника и став первой звездой матча и 20 бросков в пятом матче серии, став третьей звездой встречи, а его "Вашингтон" оба раза одержал победу со счётом 4:0. Во многом благодаря прекрасной игре российского вратаря, были одержаны победы в шестом (5-3) и седьмом (2-1) матчах серии. Семён был признан, соответственно, второй и первой звездой этих встреч, а его клуб победил в серии 4-3. В серии против "Питтсбург Пингвинс", при безобразнейшей игре "Вашингтона" в обороне, во многом благодаря прекрасной игре Варламова серия растянулась на семь игр. В первых трёх Варламов признавался одной из звёзд матча (1-й матч - первая звезда, 2-й и 3-й - третья). Но, несмотря на это, стараний молодого голкипера и лидера "Кэпиталс" Александра Овечкина не хватило для победы в серии. "Вашингтон" проиграл - 3-4. Сэйв Варламова - один из лучших в сезоне 2008-09.