Оставшаяся молодой вдовой Александра Федоровна решила посвятить свою жизнь воспитанию детей. Семья переехала с Земляного вала в Замоскворечье, в Кадашевский переулок; здесь и вырос Николай Александрович. В 1870 г. он поступил в Московское коммерческое училище на Остоженке, куда определяли своих детей многие купеческие семьи. Однако здесь младший Варенцов учился без особого интереса и полного курса не кончил. Задетый насмешками приятелей, он дал себе слово поступить в престижное Императорское Техническое училище, куда успешно сдал экзамены в 1878 г. Еще во время учебы он влюбился в Марию Николаевну Найденову, дочь крупного общественного деятеля, основателя Московского Торгового банка, председателя Биржевого комитета и почетного члена совета Технического училища Николая Александровича Найденова. Вскоре по окончании Н. А. Варенцовым училища (в 1885 г.) они поженились.
Как позже напишет об отце Андрей Николаевич Варенцов, оставивший краткие воспоминания о своей семье под названием «О пережитом»[3], Николай Александрович был «человек незаурядный, очень деятельный и работящий. Он сам выбился в большие люди».
Область для своей коммерческой деятельности Н.А. Варенцов выбрал, по-видимому, по подсказке тестя. Бурное развитие текстильной промышленности в России делало все более острой проблему обеспечения предприятий сырьем, предпочтительно отечественным, что было связано с хозяйственно-экономическим освоением Средней Азии. Целый ряд фирм занимался подобной посреднической деятельностью.
В 1873 г. по инициативе Н.А. Найденова для покупки и доставки хлопка из Средней Азии на фабрики Московского промышленного региона было учреждено Московское Торгово-промышленное товарищество (МТПТ). В Оренбурге действовал торговый дом «Н.П. Кудрин и К>о», позже он был расширен: указом Сената от 5 августа 1882 г. для осуществления двухсторонней торговли в Средней Азии и развития сырьевой базы отечественного хлопководства учреждалось «Среднеазиатское торгово-промышленное товарищество Н.П. Кудрин и К>о» (САТПТ), основными его пайщиками были крупнейшие предприниматели – Т.С. Морозов, Н.Н. Коншин, А.Л. Лосев, М.А. Хлудов, П.П. Малютин. Товарищество начало свою работу в 1885 г., правление составили директор-распорядитель Н.П. Кудрин и директора А.Л. Лосев, Н.П. Рогожин и А.А. Найденов. В апреле 1886 г. кандидатом в члены правления был избран Н.А. Варенцов, что стало началом его деловой карьеры. Здесь он приобрел практические знания, связи с торгово-промышленным миром и большой опыт в ведении дел и общении с людьми; чрезвычайно много дала ему совместная работа с Кудриным, человеком самобытным и целеустремленным.