Walter Vargas vient d'El Carmen de Viboral, tout comme les cyclistes Frank et Alejandro Osorio. Il commence le cyclisme dans sa jeunesse, mais donne la priorité à ses études d'électrotechnique à l'Université d'Antioquia avant de rejoindre l'équipe Rionegro con más Futuro à l'âge de 22 ans, en 2014[1]. Il découvre cette année-là le Tour de Colombie. L'année suivante, il court avec Orgullo Antioqueño, une équipe continentale enregistrée auprès de l'UCI. Il montre également pour la première fois son talent en contre-la-montre individuel, avec une cinquième place dans la huitième étape du Tour de Colombie.
Il participe aux championnats du monde de cyclisme sur route en 2016 et 2023 et se classé respectivement 41e et 30e. Le fait qu'il n'ait pas été appelé plus souvent est notamment dû à la forte concurrence : contrairement à de nombreux coureurs colombiens, Vargas n'a jamais rejoint une équipe internationale. L'une des raisons pour lesquelles il a gagné plus souvent aux championnats continentaux qu'aux championnats nationaux (2016, 2021) est le fait que les premiers sont généralement moins concurrentiels puisqu'ils se déroulent en même temps que des courses du World Tour comme le Tour d'Italie. En 2023, cependant, Vargas bas des adversaires réputés aux championnats et Jeux panaméricains avec respectivement Miguel Ángel López et Richard Carapaz.
En plus des championnats, Vargas remporte également le classement général du Tour d'Uruguay 2019, ainsi qu'un contre-la-montre du Tour de Gila en 2023.
