Потом были Чугуевская военная авиационная школа и Батайская военная авиационная школа пилотов…

В мае 1942 года после шестого рапорта сержант Попков попадает на фронт в 5-й Гвардейский истребительный авиационный полк 17 Воздушной армии Юго-Западного фронта. В его составе Попков прошел всю войну — от летчика до командира эскадрильи, от сержанта до капитана. Свой первый сбитый немецкий самолет Виталий Попков запомнил на всю жизнь, и эта воздушная победа началась с нарушения дисциплины. Июнь 1942 года. Во время тренировок уверенный в своих силах Попков выполнил несколько дерзких маневров на малой высоте, и в наказание назначен вечным дежурным по кухне.
«Я рвусь в бой, — вспоминал Попков, — а мне: бой лихачей не терпит».

Утро. На аэродроме появились два Do-217 и два Ме-109, которые обрушили удары на советские «ЛаГГи». Растерянные бойцы выбежали на аэродром, в их числе был и сержант Попков. Он среагировал молниеносно, решив дать отпор вражеской эскадре.

В самолет вскочил в фартуке, в котором чистил картошку. «Дорнье» сбил с первого захода. Немцам это не понравилось, и они ушли, — вспоминал Попков. — Я приземляюсь, море восторга. Объясняю, что сбить самолет для меня — все равно, что плюнуть. Командир полка кричит: «Что же ты тогда еще и „Мессеров“ не прихватил?!». В ответ, я возьми да и ляпни: «Так вы, товарищ командир, своим нижним бельем мне всех фрицев распугали!» Рубанул я правду-матку. Утро-то раннее было, и командир на поле выбежал, что называется, не по форме. Комполка чертыхнулся, но дорогу в небо мне открыл…

Бои под Ржевом, Сталинградом, Харьковом приносили молодому летчику и победы, и поражения. В августе 1942 года ЛаГГ-3 Попкова попал под удар немецкого «мессера». Из горящего самолета летчик выпрыгнул с парашютом, но загоревшийся купол не мог обеспечить безопасное приземление. Если бы не болото, в которое упал Попков, история летчика-аса закончилась бы в этом бою.
К августу 1943 года Виталий Попков, командир звена 5-го Гвардейского истребительного авиаполка, гвардии младший лейтенант, совершил 168 боевых вылетов и сбил 17 вражеских самолетов. Он умело командовал группой в воздушных боях и при штурмовках, умел разгадать замыслы и маневры противника, хладнокровно и точно выполнял боевые задачи. В полку его называли «рыцарем воздуха», «асом высшего класса», «неуловимым» — и в каждом из этих почетных званий была дань мастерству, боевому азарту и бесстрашию: он всегда был на острие атаки.

В сентябре 1943, во время сражений за Донбасс, Попкову присвоили звание Героя Советского Союза.

«Тихий и скромный на земле, он со всей ненавистью и упорством сражается в воздухе, громит фашистских захватчиков и всегда выходит победителем из самых трудных воздушных схваток», — говорилось в боевой характеристике летчика.
Виталий Попков участвовал в воздушных боях за Курск, Белгород, Одессу, Киев, Львов, Харьков, Тирасполь. Воевал в Венгрии, Австрии, Польше, Германии. С 17 апреля по 2 мая 1945 года Попков сбил в небе над Берлином 3 вражеских самолета. Один из них — «Юнкерс» — тараном.
Горяч был, вот и сбил его на спор…- вспоминал Попков. — Тот самолет мне в воспитательных целях не засчитали. Так что мой официальный счет воздушных побед ниже фактического. Но к кому тут предъявишь претензии? Теперь-то я понимаю, что с моей стороны было проявлено настоящее воздушное хулиганство.
Накануне Дня Победы 5-й Гвардейский истребительный авиаполк перебросили в Чехословакию, где Виталий Попков и закончил войну. За годы Великой Отечественной летчик-ас совершил 475 боевых вылетов на самолетах ЛаГГ-3, Ла-5 и Ла-7, уничтожив в воздушных боях 42 вражеских самолета лично и 13 — в составе группы.

27 июня 1945 года 23-летний «летчик-снайпер» — так называли Виталия фронтовые газеты — второй раз награждается званием Героя Советского Союза.

После войны Попков не оставил небо, он продолжил служить в ВВС и прожил долгую жизнь. Факты из его биографии легли в основу фильма Л.Ф.Быкова «В бой идут одни «старики».