Ha giocato nella nazionale peruviana Under-20 assommando 3 presenze nel campionato sudamericano 2003 in Uruguay e in quella maggiore giocando cinque partite nelle eliminatorie del mondoale di . Conta due reti in nazionale maggiore, una realizzata in un'amichevole con la Bolivia e una contro il Brasile nelle qualificazioni al campionato de mondo del 2010, che sancisce il definitivo 1-1. Vargas ha anche disputato la Coppa America 2011: durante i supplementari del quarto di finale contro la Colombia ha contribuito al passaggio del turno con la rete del 2-0. Il Perù si è poi guadagnato il terzo posto battendo il per 4-1.