Образование получил в Новочеркасском духовном училище, Воронежской духовной семинарии, затем в Медико-хирургической академии. Выпущен из Академии со званием лекаря в 1868 г., в 1872 г. посетил Берлин, где работал в клиниках Вирхова и Траубе, Париж (у Шарко) и Страссбург (у Гоппе-Зейлера и Реклингаузена); по возвращении в Санкт-Петербург в 1873 году , он в качестве доцента стал читать лекции при клинике профессора С. П. Боткина(кафедра общей патологии и диагностики).
Как врач лейб-гвардии гренадерского полка, с началом Русско-турецкой войны отправился на театр военных действий в Турции , во время войны принимал участие в борьбе с тифом .
В 1881 г., был назначен ординарным профессором по кафедре госпитальной терапевтической клиники в Варшавском университете.
В 1890 г. занял кафедру академической терапевтической клиники в Военно-медицинской академии, оставшуюся вакантной после кончины С. П. Боткина.
Состоял лейб-медиком Высочайшего двора , совещательным членом военно-медицинского совета министерства внутренних дел . Был председателем "Общества русских врачей" в Петербурге и помощником председателя "Комитета санаторий для чахоточных" .
Еще студентом (в 1866 г.) напечатал свою первую работу: «Опыты с отравлением лягушек солями бария, стронция и калия» («Медиц. Вестник»): с тех пор Попов опубликовал свыше 30 работ, из которых приведем: