Den 29-årige, som får 77 gånger per Wales, kommer att bli den första aktiva internationella att spela i matchen sedan Australian Dan Vickerman 2009.
Roberts studerar för närvarande deltid på Cambridges Queens' College för en masterexamen i medicinsk vetenskap.
Han kommer att gå med i nya klubben Harlequins efter Varsity på Twickenham.
"Det kommer att bli en unik upplevelse för mig och något som kommer att vara annorlunda än alla andra spel jag har spelat på Twickenham - det är en annan grupp av spelare, en annan standard och olika pris. Men det är fortfarande en mycket, mycket viktig rugby match, säger Roberts.
"Det kommer inte att vara som att spela för Wales mot England i VM, barbarerna mot Nya Zeeland eller i en Anglo-Welsh Cup-final för Cardiff Blues som jag har gjort tidigare. Men jag kan knappt bärga mig."
Före detta Munster och Irland Ett lås Ian Nagle kommer också att spela för Cambridge som de ser ut att avsluta en omgång av fem på varandra följande Oxford segrar.
För de senaste rugby facket nyheter följa @bbcrugbyunion på Twitter.
Wales och British & Irish Lions center Jamie Roberts kommer att spela för Cambridge University i Varsity match mot Oxford den 10 december.