Alexandre Varenne s'inscrit en 1897 au parti socialiste du Puy de Dôme après avoir fait la connaissance d'Alexandre Millerand, député de Paris et futur président de la République. Il s'y affirme comme une personnalité hors pair. Sous son impulsion, les socialistes de Clermont se rangent en 1902 sous la bannière du PSF (Parti socialiste de France) de Jean Jaurès avant que la fédération du Puy-de-Dôme n'adhère à la SFIO en 1906.

 
Il brigue un premier mandat législatif dans la deuxième circonscription de Riom en 1902. Il est battu mais se représente, avec succès en 1906. Il siège aux côtés des 51 membres de la toute nouvelle SFIO (Section Française de l'Internationale Ouvrière créée en Avril 1905).

 
Premier député socialiste du Puy-de-Dôme, il quitte la SFIO en 1928 et rejoint les socialistes indépendants. Il est élu vice-président à la Chambre des députés en juin 1924 et en janvier 1925. Au niveau local, il est élu fin 1919 conseiller général du canton Clermont-Sud-Ouest et maire de Saint-Eloy-les-Mines en 1930.

 
Pendant la guerre de 1939-1945, il perd ses mandats électifs par un arrêté des autorités de Vichy en octobre 1942. Il se consacre alors entièrement à son journal. A la Libération, il est de nouveau maire de Saint-Eloy-les-Mines (mai 1945) et il retrouve son siège de conseiller général. Il fait partie des deux assemblées constituantes de 1945, puis 1946.

 
Enfin, du 26 juin au 6 décembre 1946, il est nommé ministre d'Etat du gouvernement de Georges Bidault dont il est considéré comme le numéro deux.

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Alexandre Varenne à l'inauguration du tramway de Ceyrat (Puy-de-Dôme)