Un des éléments les plus importants mis en avant pour expliquer la surmortalité des abeilles est la maladie varroase, qui correspond à une infection par un parasite, Varroa destructor, un acarien importé d'Asie il y a environ vingt ans, et découvert en France en 1982. Cette maladie fait partie des problèmes les plus graves auxquels l’abeille doit faire face et est considéré comme le problème pathologique majeur pour les abeilles au niveau mondial. De nombreuses études de l'AFSSA ont ainsi mis en avant l'importance de la varroase et de sa mauvaise prise en charge par les apiculteurs dans les colonies d'abeilles touchées par une surmortalité avérée. Le Varroa provoque un affaiblissement du système immunitaire de l’abeille en s’accrochant à elle et en prélevant son hémolymphe. Ce prélèvement peut aussi impliquer l'injection de virus à l'abeille, la rendant encore plus vulnérable, ce qui souligne l'importance de la multifactorialité. Le parasite peut facilement se déplacer et attaquer de nouvelles abeilles : il lui est facile de se déplacer dans la ruche et d'être transporté d'une colonie à l'autre car il se déplace avec l'abeille.

L’hypothèse du Varroa, et des maladies parasitaires, est particulièrement mise en avant aussi bien par les firmes que par plusieurs études scientifiques, qui en font un des facteurs principaux de la surmortalité des abeilles. Une étude, réalisée par l’AFSSA au cours de l’hiver 2005-2006 à la suite de l’observation de surmortalité d’abeilles (« Mortalités de colonies d’abeilles (Apis Mellifera) au cours de l’hiver 2005-2006 en France : enquête sur le plateau de Valensole et enquête sur 18 ruchers de différents départements ») a montré la prépondérance de Varroa dans ces surmortalités, indiquant que l’impact de la varroase est sous-estimée par beaucoup d’apiculteurs qui attribuent souvent la mortalité hivernale à une cause toxique, souvent l’imidaclopride et le Fipronil. Mais si les apiculteurs (dont une grande partie accuse les pesticides) ne rejettent pas l’existence de la varroase, et de son implication dans la mort de certaines colonies, pour eux, la surmortalité n’est pas à relier avec cette maladie. Ainsi, selon l’audit de la filière miel 2005, les infestations massives de Varroa n’existeraient plus au même niveau que par le passé, car les abeilles se seraient organisées contre Varroa, et en conséquence, ce problème n’est plus considéré par certains apiculteurs comme le problème majeur de la filière.

Il a été souligné qu’en 1996-1997, au moment où des apiculteurs vendéens subissaient des pertes importantes, était signalée dans cette même région l’apparition de résistances de Varroa destructor au fluvalinate, seul produit de traitement du Varroa qui était jusqu’alors efficace (Trouillet, 1998). Mais la concomitance entre ces troubles et l’apparition de résistances ne signifie pas forcément qu’il faut y voir un lien de cause à effet, il semble regrettable cependant de ne pas avoir étudié les deux pistes en parallèle. Ainsi, un des problèmes majeurs de la varroase est que cette maladie ne peut pas être traitée par des produits qui seraient réellement efficaces contre le parasite, à cause de cette résistance développée par Varroa vis-à-vis des produits utilisés auparavant. C'est pour cela que certains apiculteurs ont été amenés à utiliser des produits chimiques non homologués pour ce rôle, mettant dans certains cas les ruches en danger.

De nombreuses enquêtes réalisées en France et à l’étranger démontrent aussi que sous-estimer Varroa contribue à baisser sa garde et se traduit par de graves problèmes. Ainsi, une enquête sur questionnaire réalisée en 2003 en France a révélé une fréquence d’apparition de problèmes qualifiés de graves par l’apiculteur dans 83 % des ruchers (45/54) ou dans 64 % des ruchers (57/89) alors que des produits de traitements respectivement non efficaces ou efficaces avaient été utilisés contre Varroa (Faucon et al., 2003).  Un des problèmes majeurs mis en avant correspond donc au fait que l’impact de la varroase est sous-estimé et s’est même probablement accru du fait du désintérêt des apiculteurs pour la pathologie classique et sa prévention, problème souligné dans l’enquête prospective multifactorielle de l’AFSSA publiée en 2008.