Det ble rapportert at Vargas hadde avtalt å signere en kontrakt med Real Madrid den 17. mai 2008. Men disse ryktene viste seg å være usanne, for den 5. juli 2008 begynte Vargas som forsvarer for den italienske klubben ACF Fiorentina som ligger i Serie A. Vargas signerte en kontrakt med Fiorentina for tolv millioner kroner. Samtidig som Vargas spiller for den italienske klubben, spiller han også for det peruanske landslaget som lagkaptein.