В 1955 г. Валентин Николаевич Варыгин призван в Красную Армию и в 1960 г. после окончания адъюнктуры и защиты кандидатской диссертации ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского был назначен на должность преподавателя кафедры основ автоматики и телемеханики электротехнического факультета академии. Совместно с учеными научной школы академика РАН А. А. Красовского активно участвовал в НИОКР кафедры и к защите докторской диссертации представил три адаптивных автопилота летательных аппаратов, реализованных в КБ и на предприятиях авиационной промышленности, которые успешно прошли летные испытания.

После увольнения из Вооруженных Сил В. Н. Варыгин работал на должности старшего преподавателя в Академии народного хозяйства Совета Министров СССР.

С 1979 г. реализует оригинальные идеи адаптивных систем управления в математических методах экспресс-диагностики состояния здоровья пациентов на базе Института физико-технических проблем Академии наук СССР.

Соавтор 3 монографий, 80 научных публикаций и 5 изобретений.

Награжден многими медалями.