Le développement de Varennes-sur-Loire est intimement lié à celui de la navigation fluviale. Deux ports desservaient la commune : le port de Varennes, face à Montsoreau, et le port de Gaure, en direction de Villebernier. Une grande partie de l'activité de fret consistait à acheminer les fruits et légumes cultivés dans la région.
L’arrivée du chemin de fer à la fin du XIXème siècle entraîne le déclin de la marine de Loire. De nombreux mariniers, fins connaisseurs du vent, se sont alors reconvertis dans la meunerie et les moulins à vent. Varennes-sur-Loire, desservi par deux couloirs de vents dominants, a compté jusqu’à onze moulins sur son territoire, la plupart de type « cavier ». Ces moulins, très répandus en Saumurois, possèdent une silhouette caractéristique : les ailes sont fixées sur une sorte de cabane en bois, la hucherolle, qui pivote au-dessus d’une maçonnerie conique. Les meules sont placées en-dessous, d’où le nom de « cavier ». Le moulin du Champ des Iles est un bel exemple de moulin cavier restauré, mais il a malheureusement perdu ses ailes lors d’une tempête en 2008.
La gare de Varennes-sur-Loire, construite en 1846, est aujourd’hui désaffectée. Elle a servi de décor à une scène du film La Cage aux rossignols, tourné à Varennes et Fontevraud en 1944. Ce film a notamment inspiré le réalisateur Christophe Barratier pour son film Les Choristes, sorti en 2004.