Вскоре Варенцов был избран на пост директора САТПТ. Однако внезапная смерть Кудрина в 1888 г. крайне тяжело сказалась на делах Товарищества. Сложное финансовое положение, необходимость внесения изменений в устав САТПТ, частая сменяемость директоров привели к тому, что конкуренты сильно потеснили Товарищество, работа в нем перестала удовлетворять и Варенцова, поэтому он с радостью согласился на предложение Н.А. Найденова перейти на работу в возглавляемое им МТПТ.
В мае 1889 г. Варенцов был избран директором МТПТ по комиссионной торговле хлопком, шерстью и каракулем. В том же 1889 г. на Нижегородской ярмарке он сумел вести на равных конкурентную борьбу с авторитетными московскими оптовиками хлопка С.Ю. Ерзиным и О.М. Вогау и комиссионером-монополистом по шерсти – торговым домом «Шагазиев, Зыбин и Шимко». У Варенцова сложились тесные партнерские отношения со среднеазиатскими баями и купцами, искавшими надежных посредников для поставок хлопка по новому пути (железной дороге Чарджоу – Красноводск и далее пароходами по Каспию и Волге). Ему, как солидному поставщику сырья, оказал доверие сам владелец Никольской мануфактуры Т.С. Морозов, до того времени не имевший дел с МТПТ. Успеху коммерческой деятельности Варенцова способствовали его длительные деловые поездки по Средней Азии, личное знакомство с эмиром Бухары, туркестанским генерал-губернатором, высшими чиновниками администрации и местным купечеством.
В конце 1880-х гг. МТПТ взяло под свой контроль ряд промышленных предприятий, которым грозило полное разорение. На грани банкротства было и учрежденное в 1882 г. Товарищество мануфактур Н. Разоренова и М. Кормилицына в Кинешме. Новый директорат, состоящий из предпринимателей «найденовского клана» (И.Г. Простяков, И.И. Казаков и др.), в который с 1889 г. входил и Н.А. Варенцов, в короткий срок выправил положение дел на фабриках кинешемского предприятия, и в первый же год нового правления фирма получила доход в 100 тысяч рублей.
В 1905 г. Варенцов оставил работу в МТПТ и стал председателем правления Товарищества мануфактур Н. Разоренова и М. Кормилицына. (В 1907 г. оно было преобразовано в Товарищество Большой Кинешемской мануфактуры с основным капиталом в 2 млн 400 тысяч рублей.) На этом посту он оставался вплоть до 1918 г. Во время его правления Большая Кинешемская мануфактура превратилась в процветающее предприятие, на котором работало до 4 тысяч человек. В сферу его предпринимательских интересов к 1913 г. попадает и промышленность строительных материалов: он становится, вместе с дочерью Ниной Николаевной Лист (урожд. Варенцовой) и своим шурином А.Н. Найденовым соучредителем Товарищества по обработке камня «Н.Н. Лист и К°», торгующего под фирмой «Георгий Лист».
Предпринимательской деятельности