Popow gewann von 1957 bis 1959 die sowjetische Meisterschaft im Marathonlauf. 1958 siegte er auch bei den Europameisterschaften in Stockholm. Mit seiner Siegerzeit von 2:15:17 Stunden unterbot er die alte Weltbestzeit von Jim Peters um über zwei Minuten, sein Vorsprung auf den zweitplatzierten Iwan Filin betrug über fünfeinhalb Minuten. 1959 gewann Popow den traditionsreichen Friedensmarathon Košice.