В первые два дня войны Иван Варвашеня активно участвовал в эвакуации документов и личных дел Минского областного комитета КП(б)Б. В ночь на 25 июня вместе с семьей эвакуировался в Могилев. Но уже в июле в составе Минского подпольного обкома КП(б)Б был направлен в тыл врага на оккупированную территорию Минской области. В должности секретаря Минского подпольного обкома КП(б)Б находился до мая 1943 года. Одновременно с августа 1942-го являлся секретарем Слуцкого подпольного межрайкома КП(б)Б.
Варвашеня помогал в организации рейда партизанских отрядов по Любанскому, Старобинскому, Ганцевичскому, Краснослободскому районам Минской области и вместе с командирами и комиссарами партизанских отрядов проводил агитационные беседы среди местного населения. Он понимал всю важность поддержки им партизан. «От народа ничто не укроется — ни готовящийся поход карателей, ни подозрительная личность, появившаяся в округе… Все предатели у народа на учете, никто не уйдет от расплаты», — говорил Иван Варвашеня.
Его жена Александра Антоновна впоследствии вспоминала: «Сведений о нем мы очень долго не имели никаких… Большая была наша радость, когда мы прочли в газете «Правда» указ о награждении Ивана Денисовича орденом Ленина как отличившегося в партизанской борьбе в тылу врага. Это было 14 ноября 1942 года…» Тогда же И.Д. Варвашеня за отличное выполнение боевых заданий, большую работу по развитию партизанского движения в Минской и Полесской областях был награжден именным оружием — маузером. Награду вручили от имени Центрального штаба партизанского движения.
В конце 1942 года Слуцким подпольным межрайкомом КП(б)Б на базе партизанской бригады имени К.Е. Ворошилова было создано партизанское соединение Слуцкой зоны, комиссаром которого назначили Варвашеню. В качестве секретаря Минского подпольного обкома он оказывал большую помощь в издании газеты «Звязда» в партизанской зоне, повседневно руководил подпольными изданиями Минской области. Принимал участие в разработке боевых операций бригад и отрядов, маршрута 250-километрового боевого рейда, совершенного партизанскими соединениями Слуцкой зоны и Пинской области с 2 февраля по 3 марта 1943 года, в результате которого была сорвана одна из крупнейших карательных операций гитлеровцев «Хорнунг»…
…После освобождения белоруской столицы от оккупантов Иван Денисович вместе с семьей вернулся в родной Минск, много сил и энергии вложил в восстановление и развитие промышленности и городского хозяйства.
За мужество, проявленное в годы Великой Отечественной войны, Иван Варвашеня был награжден двумя орденами Ленина, орденом Красного Знамени.