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Nella stagione 1963-1964 il Varese disputa il campionato di Serie B, un torneo a venti squadre che prevede tre promozioni e tre retrocessioni. Con 51 punti vince il campionato e sale per la prima volta in Serie A con il Cagliari secondo con 49 punti ed il Foggia terzo con 46 punti. Scendono in Serie C il Prato con 31 punti, l'Udinese con 29 punti ed il Cosenza con 26 punti.
Dopo la promozione in Serie B della stagione scorsa, continua la favola del Varese che da neopromossa sbaraglia il campo e vince il torneo cadetto, raggiungendo la massima serie per la prima volta, dopo oltre cinquant'anni di storia. Partenza di slancio rimanendo a lungo in vetta, superata dal Foggia al termine del girone di andata, poi nelle battute finali del torneo è tornato in testa ottenendo la promozione con tre turni di anticipo, ed il primo posto solitario. Dal mercato erano arrivati a rinforzare la squadra che aveva ottenuto la promozione in Serie B, i difensori Giancarlo Beltrami dal Livorno, Pietro Maroso dall'Ivrea, Carlo Soldo dal Novara, il centrocampista Piero Cucchi dal Savona e gli attaccanti Alberto Spelta dal Fanfulla, Ivo Vetrano dal Modena e Vincenzo Traspedini dal Simmenthal Monza, quest'ultimo con 13 reti è stato il miglior marcatore di stagione. In Coppa Italia supera la Pro Patria nel primo turno e viene estromesso dal torneo dal Torino nel secondo turno.