Licencié en économie politique et en lettres à Lyon, Alexandre Varille suit les enseignements de l’égyptologue Victor Loret et de l’archéologue Pierre Charles Picard à Lyon avant d’intégrer à Paris l’Ecole des Hautes Etudes où il travaille pour sa thèse sur le pharaon Aménophis III. A l’automne 1931, il voyage pour la première fois sur un chantier de fouilles françaises en Egypte. Il publie ses premiers articles dans la revue « Kêmi » et le « Bulletin de l'Institut français » sur « Un emploi particulier de la préposition kher, La Stèle égyptienne n° 1175 du Musée de Toulouse » et « Une stèle du vizir Ptahmes, contemporain d’Aménophis III : n° 88 du Musée de Lyon ». A partir de 1932, il est pensionnaire de l’Institut français d’Archéologie orientale au Caire, jusqu’en 1943. Il travaille à Thèbes sur le site de Médamoud avec Bisson de la Rocque en 1932-1933, avec Raymond Weill à Zâouyet el-Maéyétin en 1933-1934, puis collabore pendant 20 ans avec l’architecte Clément Robichon notamment sur le site de Deil el-Médineh, sur le temple funéraire d’Amenhotep III à Kôm el-Hettan. En 1939-1940, exempté de mobilisation en raison de son état de santé, et isolé en Egypte, il ouvre avec Christiane Desroches le chantier de fouilles de Karnark nord, chantier qu’il dirige jusqu’n 1943. Clément Robichon lui succède en 1945 quand lui-même est chargé par le Service des Antiquités de l’Egypte de la publication scientifique des monuments de Saqqarah en 1944. Pendant cette période, il commence à s’intéresser, sous l’influence des idées du baron René Adolphe Schwaller de Lubicz, au symbolisme et à l’ésotérisme de l’Egypte antique, s’attirant des inimités scientifiques mais aussi des amitiés littéraires, comme Jean Cocteau ou André Rousseaux. En 1948, il est nommé assistant-égyptologue du Directeur des travaux du service des Antiquités à Karnark, Henri Chevrier. Il meurt dans un accident de voiture en France, en 1951, et sa thèse « Inscriptions concernant l'architecte Amenhotep, fils de Hapou » sur laquelle il travaillait encore ne sera publiée que de manière posthume en 1968.