Родился 21 марта 1935 г. в Москве в семье служащих.
Дед, Александр Иванович, известный ярославский купец, с 1913 г. являлся потомственным дворянином. Отец, Варфоломей Александрович (1904-1984), преподаватель Гнесинского музыкального училища при Московской консерватории, автор учебника «Элементарная теория музыки». За составление учебника церковного пения для духовных школ награжден орденом св. князя Владимира II ст. Мать, Александра Феодоровна Вахромеева (1903-1981), и старшая сестра, Ольга Варфоломеевна Вахромеева (1925-1997), также являлись педагогами московских музыкальных школ.
В 1953 г. окончил среднюю школу № 557 и параллельно музыкальную школу по классу хорового пения и контрабаса.
В 1957 г. окончил Московскую духовную семинарию и поступил в Московскую духовную академию.
3 апреля 1959 г., на втором курсе академии, наместником Троице-Сергиевой лавры архимандритом Пименом (Хмелевским) пострижен в монашество с именем Филарет в честь святого праведного Филарета Милостивого.
26 апреля 1959 г. за Божественной литургией в Богоявленском кафедральном соборе г. Москвы Святейшим Патриархом Московским Алексием I рукоположен во иеродиакона.
В 1961 г. окончил Московскую духовную академию со степенью кандидата богословия за сочинение «Пастырское душепопечительство Филарета, митрополита Московского, по его письмам». Оставлен профессорским стипендиатом при Московской духовной академии. В ноябре того же года назначен преподавателем Московской духовной академии, а 14 декабря за Божественной литургией в крестовой церкви святого праведного Филарета Милостивого в Патриарших покоях Троице-Сергиевой лавры Святейшим Патриархом Алексием рукоположен в сан иеромонаха.
В сентябре 1962 г. назначен старшим помощником инспектора Московской духовной академии; с июня 1963 г. — инспектор Московской духовной академии.
4 августа 1963 г. в Успенском соборе Троице-Сергиевой лавры епископом Волоколамским Питиримом (Нечаевым) возведен в сан игумена с возложением креста с украшениями и палицы. В том же году 8 октября Святейшим Патриархом Алексием возведен в сан архимандрита.
С сентября 1963 г. заведовал открытой при Московской духовной академии аспирантурой.
Решением Священного Синода от 8 октября 1965 г. избран епископом Тихвинским, викарием Ленинградской епархии.
Наречен во епископа 23 октября 1965 г. в домовом храме Ленинградской духовной академии. Хиротонисан 24 октября за Божественной литургией в Троицком соборе Александро-Невской лавры. Богослужения совершили митрополит Ленинградский и Ладожский Никодим (Ротов), архиепископ Пермский и Соликамский Леонид (Поляков), архиепископ Херсонский и Одесский Сергий (Петров), архиепископ Минский и Белорусский Антоний (Мельников), епископ Кировский и Слободской Иоанн (Иванов), епископ Вологодский и Великоустюжский Мелхиседек (Лебедев).
В 1961-1965 гг. — секретарь комиссии Священного Синода по христианскому единству.
Решением Священного Синода от 14 мая 1966 г. назначен епископом Дмитровским, викарием Московской епархии, и ректором Московской духовной академии.
7 октября того же года назначен членом редакционной коллегии журнала «Богословские труды».
28 ноября 1968 г. назначен вторым заместителем председателя Отдела внешних церковных сношений Московского Патриархата.
20 марта 1969 г. включен в состав комиссии Священного Синода по вопросам христианского единства. 16 декабря того же года включен в состав Комиссии по изучению вопроса о причислении к лику святых архиепископа Японского Николая. Посетил Японию.
С 6 сентября 1971 г. по 25 августа 1972 г. являлся временно управляющим Калининской епархией.
9 сентября 1971 г. Святейшим Патриархом Пименом возведен в сан архиепископа. В том же году, 19 октября, освобожден от должности заместителя председателя ОВЦС согласно прошению.
Постановлением Священного Синода от 18 апреля 1973 г. назначен архиепископом Берлинским и Среднеевропйским, Патриаршим экзархом Средней Европы.
7 мая 1974 г. избран почетным членом Московской духовной академии.
15 апреля 1975 г. возведен в сан митрополита. 3 марта 1976 г. избран в состав комиссии Священного Синода по вопросам христианского единства и межцерковных сношений.
2 сентября 1977 г. награжден правом ношения второй панагии.
Решением Священного Синода от 10 октября 1978 г. назначен митрополитом Минским и Белорусским; с 12 октября — Патриарший экзарх Западной Европы. Неоднократно посещал приходы экзархата.
16 ноября 1979 г. поручено временное управление Корсунской епархией (в связи с переходом епископа Корсунского Петра (Л’Юилье) в юрисдикцию Православной Церкви в Америке).
23 декабря 1980 г. назначен членом комиссии Священного Синода по организации празднования 1000-летия Крещения Руси.
Решением Священного Синода от 14 апреля 1981 г. назначен председателем Отдела внешних церковных сношений и постоянным членом Священного Синода. 22 июля того же года назначен заместителем председателя комиссии Священного Синода по подготовке празднования 1000-летия Крещения Руси.
19 декабря 1983 г. избран председателем общественной Комиссии по связям с религиозными кругами, выступающими за мир.
1 февраля 1984 г. освобожден от должности экзарха Западной Европы, согласно прошению. 19 апреля 1985 г. поручено окормление православных приходов в Финляндиии.
24 марта 1985 г. награжден памятной панагией с изображением Жировичской иконы Божией Матери. 4 июля 1988 г. награжден именной панагией за активное участие в подготовке и проведении юбилейных торжеств, посвященных 1000-летию Крещения Руси.
В 1988 г. на учредительной конференции Ассоциации творческой интеллигенции «Мир культуры» избран ее вице-президентом. 15 декабря 1988 г. вошел в избирательную комиссию по выборам народных депутатов СССР от движения за мир, объединенного Советским комитетом защиты мира, и от Ассоциации содействия ООН в СССР.
16 октября 1989 г. назначен экзархом Белорусским с титулом «митрополит Минский и Гродненский, Патриарший экзарх Белорусский».
Определением Священного Синода от 13 ноября 1989 г. освобожден, согласно поданному прошению, от обязанностей председателя ОВЦС с сохранением постоянного членства в Священном Синоде до решения этого вопроса на Архиерейском Соборе.
Определением Архиерейского Собора 30-31 января 1990 г. — митрополит Минский и Гродненский, Патриарший экзарх всея Белоруссии.
В 1990-1995 гг. — депутат Верховного Совета Беларуси, член Комиссии по образованию, культуре и сохранению исторического наследия.
В 1990 г. избран членом Совета Белорусского отделения Международного фонда славянской письменности и славянских культур, председателем Комиссии Верховного Совета БССР по вопросам депутатской этики.
16 июля 1990 г. назначен председателем комиссии Священного Синода по содействию усилиям в преодолении последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
С января по декабрь 1991 г. — народный депутат СССР.
С 18 февраля 1992 г. — митрополит Минский и Слуцкий, Патриарший экзарх всея Беларуси, священноархимандрит Успенской Жировицкой обители.
28 декабря 1993 г. назначен председателем Синодальной богословской комиссии, образованной из Комиссии по вопросам христианского единства.
С 3 февраля 1994 г. — священноархимандрит Благовещенского Ляденского монастыря.
С 28 декабря 1996 г. по 17 июля 1997 г. являлся временно управляющим Полоцкой епархией, с 28 февраля по 4 июля 2002 г. являлся временно управляющим Могилевской епархией.
С 27 июля 2009 г. — член Межсоборного присутствия Русской Православной Церкви.
21 марта 2010 г. награжден правом преднесения креста за богослужением в пределах Белорусского экзархата.
Решением Священного Синода от 5-6 октября 2011 г. (журнал № 100) освобожден от должности председателя Синодальной библейско-богословской комиссии на основании собственного прошения. Синод постановил выразить глубокую благодарность митрополиту Филарету за многолетнее и бессменное председательство Синодальной комиссией, «благодаря которому развилась на высоком уровне внутрицерковная и международная богословская дискуссия, организовался серьезный диалог между церковным научным миром и миром светской науки, получали свое решение богословские вопросы, направляемые в комиссию Священноначалием».
Решением Священного Синода от 25 декабря 2013 г. (журнал № 125) почислен на покой в связи с достижением 75-летнего возраста. Синод назначил Преосвященного митрополита Филарета почетным Патриаршим экзархом всея Беларуси, сохранив за ним право участия в работе Священного Синода и почетное протокольное место за богослужениями и в официальных церемониях.
