Після закінчення університкту у 1916 році вступив до аспірантури, здав іспити на ступінь магістра слов'янської філології. Впродовж 1917–1922 років працював у Київському залізничному училищі, Російському музичному товаристві, гімназії при Київській консерваторії. Одночасно у 1919–1923 роках вчителював у Черепівці, досліджував місцеві фольклорні матеріали, склав етнографічну та діалектологічну карту Путивльського повіту. Із 1920 року працював позаштатним співробітником Української академії наук, одночасно завідував Відділом письма і друку Лаврського музею та з 1923 року Портретною галереєю Київського державного культурно-історичного заповідника.
Наукові праці присвячено історії української літератури, книгодрукуванню, історії та теорії фольклору. Є автором ґрунтовних досліджень: «Загадки», «Прислів'я та приказки», «До питання про шляхи розвитку епосу східних слов'ян». Писав нариси по українській фольклористиці — «Зародки вивчення староруської та української народної поетичної творчості з найдавніших часів до початку XIX століття», статті, пов'язані з фольклором у творчості Олександра Пушкіна, Григорія Сковороди, Тараса Шевченка, інших письменників. Вагомий його доробок у вивченні української та східнослов'янської літератур. Написав низку праць про «Слово о полку Ігоревім», творчість Лазара Барановича, Іоанікія Галятовського, Мелетія Смотрицького, Івана Франка.
Висвітлював питання міжнаціональних літературних і культурних зв'язків. Є автором статей та розвідок з історії книги та книгодрукування, зокрема: «Друкарство, його початок та поширення в Європі (XV—XVI століття)», «До початків світового друкарства», «Початки друкарства у слов'ян», «Слов'янські інкунабули київських бібліотек». Також великий обсяг робіт провів в дослідженн українського мистецтвознавства: «Ксилографічні дошки Лаврського музею», «Матеріали до словника українських граверів», дослідження про Тараса. Шевченка-художника. Перший почав вивчення «графіті» Софійського собору в Києві. Загалом в науковій спадщині понад 300 досліджень в різних галузях української науки. Серед них:
«Друкарство: його початок і поширення в Європі (XV—XVI століття.)» (1925);
«Діялектологічні спостереження на північно-східньому кордоні України (Путивельщина)» / Записки історично-філологічного відділу ВУАН. — 1926. — Книга 7/8;
«Матеріали до словника українських граверів» (1926);
«До історії друкарства в давній Польщі» (1926);
«Ксилографічні дошки Лаврського музею. 1. Українські старовинні гравюри типу народних картинок» (1927);
«Панегірик Крщоновича Лазарю Барановичу — невідоме чернігівське видання 80-х років 17 століття.», «Ювілейний збірник на пошану академіка Дмитра Багалія» «1927»;
«До іконографії письменників XVII століття Мелетія Смотрицького та Йосипа Веляміна-Рутського», «Ювілейний збірник на пошану академіку М. С. Грушевськомуз нагоди його 60-річчя» (1928);
«Неизвестная драма петровского времени «Иудифь»» (1936);
«Пушкін і український фольклор» (1937);
«Карл Маркс і Фрідріх Енгельс про «Слово о полку Ігоревім»» (1938);
«Карл Маркс і Фрідріх Енгельс про фольклор» (1938);
«Шевченко і російський фольклор» (1939);
«Новознайдені тексти Г. С. Сковороди», «Радянська література» (1950);
«Образ В. І. Леніна в творчості народів СРСР» (1952);
«Про деякі питання теорії народно поетичної творчості» (1955);
«З листування Г. С. Сковороди», «Радянська література» (1955);
«З історії українсько-румунськийх літературних зв'язків» (1956);
«Шевченко і російська народна поезія» (1956);
«Шевченко про тайпінську революцію в Китаї» (1957);
«Шевченко про Китай» (1958);
«Григорій Сковорода про Китай» (1958);
«До питання про шляхи розвитку епосу східних слов'ян» — «Історичний епос східних слов'ян», Київ, видавництво АН УРСР (1958);
«Початковий етап книгодрукування у слов'ян» (1958);
«Албания в советской поэзии» (1959);
«Албанія в російській та українській літературах XV—XX столітть» (1959);
«Григорій Сковорода і українська література»- «Матеріали до вивчення історії української літератури», Київ, «Радянська школа» (1959);
«З історії поетики на Україні: 17 — 18 століття.»- «Матеріали до вивчення історії української літератури», Київ, «Радянська школа» (1959);
«Григорій Сковорода. Життя і творчість» (1960);
«Один із попередників соціальної сатири Шевченка: за неопублікованим автографом „Сну“ Г. С. Сковороди» (1962);
«Шевченко і Київський університет» (1964);
«Початок книгодрукування у слов'ян: 15 — 16 століття.- „Книга і друкарство на Україні“» (1965);
«Осередки книгодрукування на східній Україні: 17 — 18 ст.»- «Книга і друкарство на Україні» (1965);
«Роль Києва в історії книгодрукування: 17 — 18 століття» — «Українська книга» (1965);
«Неопублікована гравюра Григорія Левицького з побуту студентів Київської академії: 1735 рік» — «Українське мистецтвознавство» (1967);
«Микола Костомаров як фольклорист і етнограф» (1968);
«Невідомий прижиттєвий портрет Петра Могили» (1969);
Був членом редколегій підготовки академічного видання «Повного зібрання творів Тараса Шевченка» в 10-ти томах та «Історії українського мистецтва» в 6-ти томах.
Попов П. М. // Видатні вчені Національної академії наук України: Особові архіви та рукописні фонди академіків і членів-кореспондентів у Національній бібліотеці України імені В. І. Вернадського: 1918—1998 : путівник. — Київ, 1998. — С. 65–71;
Капітоненко О. Архів П. М. Попова — краєзнавча скарбниця / Олександр Капітоненко // Земляки : альманах Сумського земляцтва в Києві. Вип. 3. — Суми, 2006. — С. 154—155. — ISBN 966-7164-57-8
