U noći sa [[7. veljače|7.]] na [[8. veljače]] [[1938.]] uhićenuhićuju je odga stranepripadnici komunističkih vlasti, koje su ga osudile za [[špijunaža|špijunažu]] i pokušaj sabotaže, širenje antisvojetskeprotusovjetske propagande i pokušaj [[atentat]]a na [[Josif Staljin|Josifa Staljina]]. Iako su sve optužbe bile lažne, osuđen je na smrt [[streljanje]]mstrijeljanjem. Kazna je bila izvršena iste noći.
Visoki vojni sud Vojne akademje u Moskvi ponovnonaknadno se ponovno pozabavio istraživanjem Varankinovog slučaja. Istraga je otkrila kako je Varankin bio osuđen bez ikakveikakva utemeljene osnoveutemeljenja. PonovnimPonovljenim suđenjem [[11. svibnja]] [[1957.]] oslobođen je svih optužbi, a izvršenje kazne proglašeno protuzakonskimje nezakonitim djelom.