Вновь в действующей армии с 30 ноября 1942 года в должности командира батареи 50-го запасного артиллерийского полка 44-й армии. В феврале 1943 года получил назначение на должность командира батареи 122-миллиметровых гаубиц 1054-го артиллерийского полка 416-й стрелковой дивизии 44-й армии. Зимой 1943 года на Закавказском и Южном фронтах участвовал в освобождении Северного Кавказа, Ростовской области. До августа 1943 года дивизия, в которой служил старший лейтенант А. С. Попов, вела бои на немецкой линии обороны Миус-фронт. В ходе Донбасской стратегической операции участвовал в прорыве немецких линий обороны на реках Миус и Кальмиус.