Дебютировал в 1997 году.
В декабре 1998 года досрочно победил чемпиона в 1-м среднем весе по версии IBF Луис Рамона Кампаса.
В декабре 1999 года Фернандо Варгас встретился с левшой Рональдом "Уинки" Райтом. Это был 1-й бой Варгаса в котором он не смог нокаутировать противника. Мало того, Райт имел преимущество в бое, однако судьи большинством голосов неожиданно дали победу Варгасу. После объявления результата зал недовольно загудел. На карте Харольда Ледермана значилась победа Райта, на карте Ларри Мерчанта - ничья.
В декабре 2000 года состоялся бой двух непобежденных бойцов — Фернандо Варгаса и Феликса Тринидада. В начале 1-го раунда Тринидад левым крюком на встрече попал Варгас прямо в челюсть. Варгаса повело. Тринидад обрушил град ударов на голову противника. Варгас не удержался на ногах и упал. Он сразу же встал. Сразу после продолжения поединка Тринидад налетел на Варгаса. Он пробил 2 левых крюка, 2-й из которых пришёлся в челюсть. Варгас вновь упал. Варгас вновь быстро встал. Тринидад не смог сразу же добить противника. В начале 4-го раунда Варгас встречным левым хуком попал Тринидаду в челюсть, после чего тот оказался на полу. Тринидад сразу же встал. Варгас бросился добивать пуэрториканца. В контраатаке Тринидад попал ему в пах. Варгас согнулся. Рефери приостановил бой, дал время на отдых американцу и снял очко с пуэрториканца. В 10-м раунде Варгас попал в пах Тринидаду. Тринидаду этот удар не причинил вреда, тем не менее рефери снял очко с Варгаса. В 12-м раунде Тринидад красивым левым хуком попал в челюсть Варгаса. Варгас свалился на канвас. Варгас быстро поднялся. Рефери разрешил продолжить бой. Тринидад 1-м же ударом - тем же левым хуком - пробил снова в челюсть, и Варгас снова упал. Американец встал на счет 4. После возобновления поединка Тринидад набросился на противника. Варгас уклонялся от ударов. Тринидад выбросил несколько ударов мимо, затем несколько ударов попали в цель. Варгас выглядел потрясенным. Он попытался клинчевать, но неудачно. Тринидад вовремя отошёл от него и прямым правым попал точно в голову Варгаса, и тот вновь упал. Рефери Джей Нейди остановил бой, не открывая счет.
В сентябре 2002 года состоялся объединительный бой в 1-м среднем весе между чемпионом по версии WBA Фернандо Варгасом и чемпионом по версии WBC Оскаром Де Ла Хойей. В середине 11-го раунда Де Ла Хойя нпровёл левый хук в челюсть противника, и тот упал. Варгас сразу же поднялся. Де Ла Хойя бросился его добивать. Варгас прижался к канатам и пытался выжить. Затем Варагс оторвался от канатов и спиной попятился через ринг, пока не прижался к углу. Де Ла Хойя его там запер и выбросил огромное количество ударов. Видя это избиение, рефери прекратил поединок.
В августе 2005 года он победил по очкам Хавьера Кастильехо.
В феврале 2006 года Варгас встретился с Шейном Мосли. Бой был равным: Мосли доминировал в начале и в конце поединка, а Варгас в середине. В начале боя у Варгаса образовалась гематома над левым глазом, которая к концу боя зазросласть так, что закрылся глаз. В середине 10-го раунда Мосли пробил правый хук в голову, а затем провёл ещё кроссов. Рефери вмешался и прекратил бой. Варгас был недоволен этим решением.
В июле 2006 года состоялся 2-й бой между Фернандо Варгасом и Шейном Мосли. В конце 6-го раунда Мосли пробил левый хук в челюсть. Варгас рухнул на канвас. Он попытался сразу подняться, но завалился на правый бок. Затем опять попытался подняться, и опять завалился. Варгас сумел встать на счёт 8. Мосли сразу же начал добивать противника. Он пробил несколько серий хуков в челюсть. Варгаса подкосило, но он устоял. Тем не менее он не отвечал на удары. Рефери прекратил бой. Варгас решение не оспаривал.
В ноябре 2007 года Фернандо Варгас вышел на ринг против Рикардо Майорги. В конце 1-го раунда Майорга прижал у канатов Варгаса и провёл серию ударов. Варгас упал, но сразу же встал. В конце 11-го раунде Майорга левым хуком послал противника в нокдаун. Варгас сразу же поднялся. Сразу после отсчёт нокдауна прозвучал гонг. По итогам 12 раундов судьи решением большинства голосов объявили победителем Майоргу. В послематчевом интервью Варгас назвал свои падения флеш-нокдаунами.
Фернандо Варгас сыграл роль Тико "ТКО" Мартинеса в фильме «Альфа Дог».