Jérôme Varnier studierte an der École d'Art Lyrique de l'Opéra de Paris. Er debütierte als Sarastro in Mozarts »Die Zauberflöte« an der Opéra de Lyon, wo er von 1995 bis 2000 Mitglied des Ensembles war. Unter Marc Minkowski sang er Arkel (»Pelléas et Mélisande«) an der Oper Leipzig und in Paris und trat als Commendatore in »Don Giovanni« und als Seneca in »L'incoronazione di Poppea« an der Opéra de Bordeaux auf. An die Opéra de Lyon kehrte er als Pistola in »Falstaff« und als Truffaldino in »Ariadne auf Naxos« zurück. Außerdem sang er in Berlioz' »La damnation de Faust« in Malaysia, Massenets »Werther« in Lissabon, als Banquo in »Macbeth«, als Ramfis in »Aida« in Dijon, als Marcel in »Les Huguenots« in Brüssel und als Le Spectre in »Hamlet« am Theater an der Wien nach Ambroise Thomas.
Jérôme Varniers Repertoire umfasst des Weiteren Werke des 20. Jahrhunderts sowie zeitgenössisches Musiktheater mit Rollen in Milhauds »Le Pauvre Matelot« und Strauss' »Salome«, »Dédale« von Hugues Dufour, »Jakob Lenz« von Wolfgang Rihm und »Le Premier Cercle« von Gilbert Amy. Er trat auch in »Le Balcon« von Peter Eötvös beim Festival Aix-en-Provence, beim Holland Festival in Amsterdam und im Théatre du Capitole in Toulouse auf. Zukünftige Engagements umfassen Le Spectre in »Hamlet« an der Opera Comique, Horace Truchet in »On purge Bébé« und die Rolle des Cranmer in »Henry VIII« in Brüssel.