После освобождения Крыма от немецко-фашистских захватчиков 4-я воздушная армия была переброшена на 2-й Белорусский фронт. Во время Белорусской стратегической операции А. С. Попов, совершая по несколько боевых вылетов в день на штурмовку войск противника, участвовал в боях за города Могилёв, Минск, Волковыск, Белосток, Ломжу. Уже в первый день наступления младший лейтенант Попов в районе города Чаусы произвёл штурмовку вражеской колонны, уничтожив 5 автомашин, 4 подводы с грузами и до 15 солдат и офицеров, за что был отмечен благодарностью командующего 4-й воздушной армией. При штурмовке позиций противника в районе населённого пункта Маковляны самолёт Алексея Павловича был повреждён, но он не вышел из строя, и вместе с группой совершил два захода на цель, уничтожив при этом одно артиллерийское орудие вместе с расчётом. В ходе операции Алексей Павлович был произведён в лейтенанты и был назначен командиром звена. 4 августа 1944 года он трижды водил группу Ил-2 на штурмовку скопления танков и артиллерии в районе села Полонка. Осенью 1944 года 43-й гвардейский штурмовой авиационный полк вёл бои в восточной Польше. 13 сентября 1944 года гвардии лейтенант А. С. Попов водил группу штурмовиков на уничтожение артиллерийских позиций противника в районе Новогруда. На подходе к цели по самолётам открыли огонь не менее 4-х зенитных батарей. Совершив противозенитный манёвр, Алексей Павлович реактивными снарядами подавил одну зенитную батарею, а вторым заходом бомбовым ударом накрыл батарею полевой артиллерии.