Будучи выбранным на драфте НХЛ 2006 года под общим номером 23 командой «Вашингтон Кэпиталз», Варламов подписал с ними трёхлетний контракт новичка 11 июля 2008 года. В преддверии &lt;a href="%D0%9D%D0%A5%D0%9B%20%D0%B2%20%D1%81%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B5%202008/2009"&gt;сезона 2008/09&lt;/a&gt; Семён переезжает в Северную Америку, где в тренировочном лагере «Столичных» демонстрирует отличные данные, тем не менее, сезон он начинает в фарм-клубе «Вашингтона» — «Херши Беарс», который выступает в АХЛ. Свою первую игру в НХЛ Варламов провёл 13 декабря 2008 года против «Монреаль Канадиенс», в которой победу со счётом 1:2 одержал «Вашингтон», сам Варламов отразил 32 броска по своим воротам и был назван первой звездой матча. Его дебют на домашней арене «Вашингтона» состоялся пятью днями позже, 18 декабря 2008 года в игре против «Сент-Луиса», в которой «Столичные» победили 4:2, вратарь-вундеркинд отразил 29 бросков по своим воротам и был назван второй звездой матча. В дальнейшем Семён довольно долго не привлекался к играм за «Вашингтон», продолжая играть в его фарм-клубе. Только в феврале 2009 года Семён снова был вызван в «Вашингтон», он занял место сменщика Жозе Теодора — Брента Джонсона, который получил травму бедра. Варламов был запасным вратарём, сыграв до конца сезона лишь 6 матчей, также выдал хорошую концовку сезона в «Херши Беарс» (АХЛ), где в 27 играх показал результат 19-7-1.