Вместе с Камелина, членом Интернационала, который при Коммуне был директором Монетного двора, и Луи Пиа, членом ЦК, Варлен вышел на улицу. Они прошли по улице Бельвиль до улицы Пиренеев. Камелина предложил подняться по узкой улочке, представлявшей собой крутую лестницу, на вершину холма, откуда виден как на ладони весь Париж. Грандиозное и трагическое зрелище предстало перед ними. Париж был в огне. Театр у ворот Сен-Мартен и хлебные склады походили на два гигантских костра. Столбы пламени, колеблясь и мерцая, поднимались в темное небо. Огромные снопы искр взвивались к звездам. Тут и там рвались снаряды. Вдали трещали выстрелы. Облака дыма покрывали плотной завесой целые кварталы. Взволнованные, они молча спустились и пошли по улице Курон. Дойдя до бульвара Бельвиль, они пожали друг другу руки и разошлись. Варлен направился к баррикаде на углу улиц Сен-Мор и Фонтен-о-Руа. Здесь, рядом с домом, в котором юный Эжен жил после ухода из мастерской своего дяди Дюрю, Варлен с ружьем в руке сражался до полудня 28 мая. Но вот держаться стало невозможно. Версальцы, проникая через дворы и соседние улицы, начали окружать баррикаду. Ее командир Луи Пиа и около пятидесяти гвардейцев решили поднять белый флаг. Но Варлен отказался присоединиться к ним и побежал на другую баррикаду, пересекавшую улицу Рампоно. Здесь вместе с Шарлем Гамбоном Варлен стрелял до тех пор, пока не кончились патроны. Тогда Гамбон бросился в одну сторону, Варлен — в другую. Все было кончено. Теперь только залпы карательных взводов нарушали тишину.
Варлен, совершенно не скрываясь, шел как во сне. Наконец, когда было около трех часов дня, он машинально опустился на скамейку в сквере на углу улиц Лафайет и Каде. Варлен и не думал прятаться, он не пытался изменить свою внешность, как делали многие. Он совершенно забыл о себе. Просто чудо, что его до сих пор не схватили. Варлен давно видел неизбежность поражения Коммуны. Но чудовищность катастрофы превзошла самые мрачные предчувствия. Он думал о том, что вся его жизнь, смыслом которой было социальное освобождение рабочих, перечеркнута, исковеркана. Пятнадцать лет напряженных усилий, когда удавалось порой достичь немалого, пошли прахом. Сможет ли возродиться социалистическое движение? Неужели ему предстоит увидеть торжество военной диктатуры, возможно, восстановление монархии? Погруженный в свои мысли, Варлен не замечал ничего вокруг.
А в это время его пристально разглядывал священник, сидевший за столиком на террасе кафе. Он узнал Варлена и указал на него проходившему мимо версальскому офицеру. С помощью нескольких солдат лейтенант Сикр схватил Варлена. Ему связали ремнями руки за спиной и повели под конвоем по улице Рошешуар, потом по шоссе Клиньянкур к Монмартру.
Имя Варлена, хорошо известное еще задолго до Коммуны, прохожие передавали из уст в уста. Постепенно образовалась огромная толпа, которая следовала вместе с конвоем. Здесь было немало просто любопытных людей, но много оказалось таких, для кого поражение Коммуны явилось праздником, кто вылез теперь из подвалов и торжествовал. Вслед за войсками Тьера в Париж вернулись многие бежавшие отсюда в Версаль. Они радовались, видя связанного и окруженного штыками Варлена. Из толпы раздались злобные крики и оскорбления. Когда шествие вступило на узкие улочки Монмартра, движение замедлилось и солдаты с большим трудом прокладывали себе путь в толпе. И тут в Варлена полетели камни и комья грязи. Наиболее яростные прорывались через цепь солдат и рвали волосы, одежду Варлена, впивались ногтями в его лицо. Солдаты, зараженные бешенством толпы, стали бить Варлена прикладами, колоть штыками. А он спокойно и твердо шел вперед. Даже его обычная сутулость исчезла, он не опускал голову, не уклонялся от сыпавшихся на него ударов и смотрел куда-то вдаль сквозь беснующуюся и ревущую толпу. Его лицо совершенно разбито, он весь покрыт кровью, какой-то негодяй, изловчившись, выколол ему глаз. Его спина, грудь стали мишенью, в которую бросали булыжники. Почти два часа продолжался этот путь к вершине Монмартра. Обливаясь кровью, Варлен начал спотыкаться и падать. Солдаты стали подталкивать его ударами штыков и прикладов. Вскоре он уже не мог двигаться, и его пришлось нести. А толпа словно опьянела от крови, и избиение продолжалось.
Его тащили на улицу Розье. Там 18 марта солдаты, перешедшие на сторону народа, расстреляли двух ненавистных им бонапартистских генералов Леконта и Тома. Вину за это Тьер приписывал Коммуне. На этом месте с 23 мая уже происходили массовые казни сотен ни в чем не повинных жителей соседних домов.