Pada tanggal 1 Juli 2011, Varlamov ditukarkan ke Colorado Avalanche untuk draft putaran pertama di NHL Entry Draft 2012 dan putaran kedua pada 2012 atau 2013
Aku tahu. Sebagai agen bebas yang dibatasi pada saat perdagangan, ia kemudian menandatangani kontrak tiga tahun, $ 8,5 juta dengan Avalanche pada hari berikutnya, menandai proyeksinya sebagai kiper awal Avalanche.