Варвара Лепченко родилась 21 мая 1986 года в Ташкенте. Её родители - Пётр и Лариса Лепченко.
Профессиональную карьеру начала в 2001 году. За время выступлений выиграла одиннадцать турниров ITF, заработав $2.789.234 призовых.
Лучшим достижением Лепченко на турнирах «Большого шлема» стал выход в четвёртый раунд «Ролан Гаррос» в 2012 году, где она уступила чешской теннисистке Петре Квитовой. В октябре того же года Варвара поднялась на самое высокое в своей карьере, 19-е место в рейтинге WTA.
До 2006 года Варвара представляла на соревнованиях Узбекистан, а затем получила американское гражданство и с тех пор защищает цвета Соединённых Штатов.
Сейчас Лепченко является 69-й ракеткой мира.
Последним турниром, в котором она принимала участие, был Nürnberger Versicheringscup, где она дошла до четвертьфинала, где проиграла колумбийке Мариане Дуке-Марино.