Im Sommer 1943 nahm seine Armee an der Smolensker Operation teil, bei der die deutsche Verteidigung bei Kirow durchbrochen und der Vorstoß in Richtung auf Roslawl, Snigirjowka und Tschaussy erfolgte. Die 10. Armee verteidigte bis zum Frühjahr 1944 die Front am Fluss Pronja. Mit Beschluss des Rates der Volkskommissare der UdSSR vom 5. Juni 1942 wurde ihm für seine Leistungen der Rang Generalleutnant zuerkannt. Im April 1944 wurde Popow zum stellvertretenden Kommandant der 1. Weißrussischen Front ernannt und im Mai 1944 desselben Jahres zum Kommandanten der 70. Armee ernannt. Die 70. Armee führte zusammen mit der 61. und 28. Armee während der Lublin-Brester Operation aus dem Südwesten die Einschließung deutscher Verbände im Raum Brest durch. Am 26. Juli 1944 wurde er in den Rang eines Generalobersten erhoben. Während der Ostpreußischen Offensive durchbrach die vom Serok-Brückenkopf vorrückende Armee die Verteidigung des Feindes und befreite dann die Stadt Modlin. Von Februar bis März 1945 nahm seine Armee an der Ostpommerschen Offensive teil und beteiligte sich an der Befreiung der Stadt Danzig. Während der Stettin-Rostocker Operation operierte die 70. Armee als Teil der der 2. Weißrussischen Front in Richtung auf Neubrandenburg. Nach der Überbrückung der Oder wurde die deutsche Stettiner Gruppierung geschlagen und dann bis zum 3. Mai die Stadt Rostock und die Küste der Ostsee in der Nähe von Wismar erreicht. Durch ein Dekret des Präsidiums des Obersten Sowjets vom 10. April 1945 wurde er mit dem Titel Held der Sowjetunion in Verbindung mit der Verleihung des Leninordens geehrt.