Хэролд Вармус в 1957 г. поступил в Амхёрст-колледж, намереваясь пойти по стопам отца и заняться медициной, но в результате получил степень бакалавра по английской литературе. Проучившись ещё год в Гарварде, он решил вернуться к медицине и перешёл в Колумбийский колледж врачей и хирургов в Нью-Йорке (после того как был дважды отвергнут Медицинской школой Гарварда).

После окончания колледжа Вармус работал в миссионерской больнице в Индии, затем в Колумбийской пресвитерианской больнице (1968-69), прошёл стажировку в Национальном институте здоровья, где начал изучать регулировку экспрессии бактериальных генов. В 1970г. переехал в Сан-Франциско, работал в лаборатории Майкла Бишопа в Калифорнийском университете. С 1979г. - профессор отделения микробиологии и иммунологии, с 1984 - профессор молекулярной вирусологии.

В 1989 году Бишоп и Вармус получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине "за открытие клеточной природы ретровирусных онкогенов".

 С 1993 по 1999 г. Вармус занимал пост директора Национального института здоровья. В 2000-2010 гг. он был президентом и управляющим Мемориального онкологического центра Слоан-Кеттеринг (Нью-Йорк). В июле 2010г. Вармус занял пост директора Национального института рака.

Доктор Х. Вармус награждён Национальной медалью науки (2001) и почётной докторской степенью Массачусетского университета (2010). Он поддержал кандидатуру Б. Обамы на президентских выборах 2008 г. и в следующем году был назначен сопредседателем Совета по науке и технологии в администрации Обамы.

Имя Хэролд происходит от древнеанглийского Hereweald, состоящего из элементов here - "армия" и weald - "лидер, правитель". Имя Эллиот происходит от названия реки и города Эллиот в Шотландии. Происхождение фамилии Вармус неизвестно.

Вне Нью-Йорка

Памятный знак на Бульваре Нобелевских Лауреатов в Ришон ле-Ционе, Израиль.