Fu convocato per il campionato del mondo 1950 dal CT López Fontana, e svolse un ruolo molto importante nella vittoria del torneo. Prima della finale al Maracanà spronò i compagni a non lasciarsi intimorire dall'ostico pubblico locale e dalla fama degli avversari con una frase divenuta poi celebre: "¡Los de afuera son de palo! (Quelli là fuori non esistono)". Subìto il gol dello svantaggio di Friaça, fu ancora determinante ai fini del risultato, prendendo il pallone e mettendoselo sottobraccio, ritardando così notevolmente la ripresa del gioco. Perse ulteriormente tempo protestando con l'arbitro per un possibile fuorigioco. Con quel gesto il capitano uruguaiano riuscì così a raffreddare gli animi e spegnere l’entusiasmo incontenibile dei brasiliani, dando così il primo impulso alla reazione dei compagni che riuscirono a ribaltare il risultato e a laurearsi campioni del mondo, in quella storica impresa che è ricordata come il Maracanazo. Disputò anche i mondiali del 1954 ed era assente per squalifica nella semifinale persa dall'Uruguay contro la grande Ungheria, rimanendo pertanto imbattuto in incontri validi per la Coppa Rimet (ma secondo Gianni Brera, in "Storia Critica del Calcio Italiano", Varela non partecipò perché infortunato).