El 17 de julio, cuando se produjo el alzamiento de la guarnición militar de Melilla, el gobierno dio órdenes para que el general Varela quedase bajo custodia en el castillo de Santa Catalina. Sin embargo, cuando los militares conspiradores pusieron en marcha la sublevación en Cádiz, Varela fue puesto en libertad. Así pues, al comienzo de la sublevación (el 18 de julio de 1936), Varela junto a José López Pinto y con la ayuda de refuerzos procedentes de Marruecos ocupan la capital gaditana, después de una huelga general que parecía haber ganado la ciudad para los obreros. La represión en la provincia de Cádiz por parte del bando sublevado, mandado en la zona por el general Varela, se cobró miles de víctimas, llegando a afirmar en agosto de 1936 el propio Varela que «en Cádiz no dejaremos un republicano ni nadie que huela a izquierda con vida».