La jeune Chiara apprend à peindre avec son père, un architecte et peintre de Padoue (ancien élève de Véronèse), puis avec son frère Alessandro dont elle est inséparable ; elle le suit à Venise, puis dans toute l’Italie.
Portraitiste réputée, elle ouvre une école d’art à Venise, en 1625 ; écrivaine, elle se fait l’avocate des femmes dans « l’Apologie du sexe féminin » ; femme déterminée, elle offre son autoportrait à la collection des Offices du grand-duc. Varotari reçoit de nombreuses commandes de portraits parce qu’elle sait mettre en valeur le raffinement –étoffes riches et lourdes, bijoux chatoyants- et la noblesse de ses commanditaires -attitude élégante et fière-. Son style se distingue, au milieu de cette époque baroque, par le sérieux des expressions, mais son autoportrait révèle une psychologie plus subtile. La réputation de son frère lui fait de l’ombre : seule une dizaine de tableaux est signée, mais récemment le musée Correr de Venise lui a attribué deux nouvelles toiles.