Premio Nobel "polo descubrimento da orixe celular dos oncoxenes retrovirais, un achádego que revolucionou a investigación sobre o cancro".
Ata antes do traballo de Varmus, a crenza era que os xenes canceríxenos, os oncoxenes, eran sempre de orixe viral, e que eran os virus os que os trasmitían ás células sás. El descubriu que as células normais do organismo conteñen xenes que poden causar cancro, cando estas deixan de funcionar correctamente.
Demostrou que o que fan realmente os virus é incidir sobre eses xenes, xenes aparentemente normais que baixo determinadas circunstancias se poden volver malignos.
Á súa condición de lider científico nun campo tan estratéxico, une a de peso pesado da política cientifica: o presidente Bill Clinton nomeouno Director do NIH (Instituto Nacional da Saúde de EE.UU.), cargo no que estivo durante os seus dous mandatos presidenciais. O NIH é a axencia do goberno dos EE.UU. responsable da investigación biomédica e en ciencias da saúde.
É ademais Presidente do Memorial Sloan-Kettering Cancer Center de Nova York, a máis antiga e maior institución privada do mundo dedicada á investigación e tratamento do cancro. Este Centro comprende un hospital especializado en cancro, que recibiu durante o 2007 a máis de 21.000 pacentes, e un dos máis prestixiosos institutos de investigación do mundo, que conta cunha plantilla de máis de 9000 persoas, entre os que se inclúen figuras mundiais da investigación do cancro, como o científico español e Premio Principe de Asturias 2004 Joan Massague.