После Февральской революции 1917 избран членом комитета 1-й армии Северного фронта. С декабря 1917 — в Киеве, сотрудник генерального секретарства военных дел УНР, слушатель Киевского коммерческого института. Вскоре вошел в группу левых украинских социал-демократов Евгения Нероновича и Николая Врублевского. Вместе с этой группой в июле 1918 присоединился к Коммунистической партии (большевиков) Украины. При гетьманате Скоропадского и Директории Украинской Народной Республики — в подполье. В 1919 году — председатель Киевского уездного исполкома, уполномоченный ЦК КП(б)У в сводном отряде, действовавшем против атамана Зеленого. В сентябре 1919 Попов прибыл Каменец-Подольский, где тайно провел переговоры с высокопоставленными деятелями УНР о совместных действиях Армии Украинской Народной Республики с Красной армией против белогвардейских Вооруженных сил Юга России.