Vargas hizo su debut de arbitraje en la Copa Libertadores el 18 de febrero de 2016, oficiando un partido de la segunda etapa entre el club mexicano Deportivo Toluca y el club brasileño Grêmio. Más tarde ese año, Vargas fue seleccionado como oficial para la Copa América Centenario, donde ofició un entre Ecuador y Haití el 12 de junio de 2016.