После окончания академии Борис Павлович Варёнов был назначен инженером, а затем старшим инженером по авиационному оборудованию авиационной дивизии особого назначения. Он принимал активное и непосредственное участие в организации переучивания личного состава частей в освоении эксплуатации самолетов Ан-12, Ан-24, Ил-18.

С 1964 по 1986 г. служил в Центральном аппарате ВВС — старшим инженером-инспектором, заместителем главного инженера, а с 1974 г. — Главным инженером по эксплуатации и войсковому ремонту авиационного оборудования самолетов Управления технической эксплуатации авиатехники ВВС.

Внес значительный вклад в поддержание высокой боеготовности частей ВВС, в освоение эксплуатации и обеспечение безопасности полетов самолетов реактивной авиации 2-го, 3-го и 4-го поколений.

Инициировал работу научно-исследовательских институтов ВВС и лично участвовал в решении проблемы повышения эффективности боевого применения самолетов МиГ-25Р, МиГ-25РБ. Неоднократно привлекался к работе по проверке боеготовности и выполнения требований по обеспечению безопасности полетов в ряде объединений ВВС. В качестве эксперта участвовал в работе комиссий по расследованиям причин тяжелых летных происшествий.

Награжден орденом Красной Звезды, орденом «Знак Почета», медалью «За боевые заслуги» и 15 другими медалями.