Cuando en julio de 1936 se produce el golpe militar, Varela se encuentra al frente del gobierno civil de Sevilla desde que asumiera el cargo el 24 de mayo. Después de que el general Queipo Llano sublevara a la guarnición la tarde del 18 de julio, Varela intentó resistir el golpe en el gobierno civil junto a otras autoridades, como el jefe de los guardias de Asalto, el comandante José Loureiro. También intentó, sin éxito, que el jefe de la Base aérea de Tablada bombardeara a las fuerzas sublevadas. No obstante, rechazó en repetidamente las peticiones del líder del PCE sevillano, Saturnino Barneto, para que entregase armas a la población y poder resistir así el golpe. Después de que los sublevados disparasen un cañonazo contra el gobierno civil, Varela llamó por teléfono a Queipo de Llano y acordó la rendición a cambio de que se respetara su vida. Tras ser hecho prisionero, Varela fue enviado a la prisión provincial junto a otros como el alcalde, Horacio Hermoso, o el presidente de la diputación, José Manuel de Puelles.