No início dos anos 1970, trabalhou com o professor Vicente Amato Neto, na área de moléstias infecciosas do Hospital do Servidor Público de São Paulo. Durante 20 anos, dirigiu o serviço de imumologia do Hospital do Câncer (SP) e, de 1990 a 1992, o serviço de câncer no Hospital do Ipiranga, na época pertencente ao INAMPS.

Deu aulas em várias faculdades do Brasil e em instituições do exterior, como o Memorial Hospital de Nova York, a Cleveland Clinic (EUA), o Instituto Karolinska de Estocolmo, a Universidade de Hiroshima e o National Cancer Institute de Tóquio.

Foi um dos pioneiros no tratamento da AIDS, especialmente do sarcoma de Kaposi, no Brasil, tendo participado de conferências internacionais e visitado serviços especializados no tratamento e prevenção dessa doença.

Em 1989, iniciou um trabalho de pesquisa sobre a prevalência do vírus HIV e da hepatite C na população carcerária da Casa de Detenção do Carandiru. Até a desativação do presídio, em setembro de 2002, trabalhou como médico voluntário dentro da cadeia. Com a colaboração de Paulo Garfunkel e Libero Malavoglia, supervisionou a edição da revista em quadrinhos, O Vira-Lata, que chegou ao oitavo número como parte de um programa de prevenção à AIDS dentro da cadeia.

Atualmente, dirige no rio Negro um projeto de bioprospecção de plantas brasileiras com o intuito de obter extratos para testá-los experimentalmente em células tumorais malignas e bactérias resistentes aos antibióticos. Esse projeto é apoiado pela FAPESP e realizado nos laboratórios da UNIP (Universidade Paulista).

Idealizou e dirige o site www.drauziovarella.com.br, que prioriza a divulgação de informações e orientações médicas ao público leigo em linguagem simples e objetiva.