O 1 de xullo de 2011, Varlamov foi traspasado aos Colorado Avalanche por unha selección de primeira rolda no Draft de entrada da NHL de 2012 e unha selección de segunda rolda en 2012 ou 2013.
- Non. Como axente libre restrinxido no momento do seu intercambio, asinou un contrato de tres anos e 8,5 millóns de dólares co Avalanche o día seguinte, marcando a súa proxección como portero titular do Avalanche.