Родившийся 9 февраля 1985 года в украинском Конотопе, он позже с семьей переехал в Йошкар-Олу. В молодости он увлекся участием в КВН и стал победителем проекта "Камеди Баттл" в составе дуэта "20:14. Город Сочи", став резидентом "Камеди Клаб".

Дебютировав в кино в 30 лет, Попов снялся в более чем 30 фильмах и сериалах. Он стал известен благодаря роли следователя Мухича в сериале "Полицейский с Рублевки" и его собственном сериале "Детективное агентство Мухича". Также зрителям запомнилось его участие в проектах "Девушки бывают разные", "Новогодний ол инклюзив", "Папу маме заверни" и других.

В 2018 году у Попова был диагностирован рак мозга, и он прошел операцию по удалению опухоли. Однако в 2025 году заболевание вернулось, и актер потерял зрение на один глаз, а на другом глазу зрение частично ухудшилось.

После смерти Романа Попова остались его жена Юлия и трое детей.