В ряды Рабоче-крестьянской Красной Армии В. И. Попов был призван Тёпло-Огарёвским районным военкоматом Тульской области 1 января 1943 года. В боях с немецко-фашистскими захватчиками младший сержант А. И. Попов с марта 1943 года на Западном фронте в составе 17-го гвардейского стрелкового полка 5-й гвардейской стрелковой дивизии 33-й армии. Боевое крещение В. И. Попов принял в оборонительных боях на реке Угре в Смоленской области. В мае 1943 года 5-я гвардейская стрелковая дивизия была переброшена на Курскую дугу и вошла в состав 13-й армии Центрального фронта. Василий Иванович участвовал в оборонительной фазе Курской битвы на северном фасе Курской дуги в районе Понырей. В июле 1943 года в самом начале Орловской наступательной операции 5-я гвардейская дивизия была передана 11-й гвардейской армии Западного фронта. С 30 июля 1943 года армия действовала в составе Брянского фронта. В сентябре-начале октября 1943 года В. И. Попов принимал участие в Брянской операции. В декабре 1943 года на 1-м Прибалтийском фронте в ходе Городокской операции он принимал участие в освобождении Городка. По окончании Витебской наступательной операции 22 апреля 1944 года 11-я гвардейская армия выведена в резерв Ставки Верховного Главнокомандования и после доукомплектования включена в состав 3-го Белорусского фронта. Гвардии сержант В. И. Попов особо отличился в ходе Белорусской стратегической операции, в рамках которой войска 3-го Белорусского фронта провели Витебско-Оршанскую, Минскую, Вильнюсскую и Каунасскую операции.