Participa en operacions militars de submissió en Sevilla, Còrdova, Antequera (Màlaga) i Màlaga. El 24 de setembre 1936, substitueix Yagüe al comandament de les tropes que, després d'haver avançat per Extremadura i la vall del Tajo, es disposen a alliberar l'Alcàsser de Toledo (en el qual resistia després de diversos mesos de setge, assetjat per milicians de la República, el tinent coronel José Moscardó). Abans d'acabar 1936 participa en les batalles que es desenvolupen a Madrid i els voltants (Ciutat Universitària). El fracàs en la presa de Madrid va significar l'allargament de la guerra, i Varela va prendre part en nombroses batalles posteriors: Jarama, Brunete), així com en les de Terol, Aragó i Llevant. Finalitza la guerra civil com a general de divisió i és nomenat ministre de l'Exèrcit al primer govern de la dictadura del general Francisco Franco.