С июня по сентябрь 1942 года 714-й ночной легкобомбардировочный авиационный полк действовал в составе 272-й ночной бомбардировочной авиационной дивизии 8-й воздушной армии, затем он был передан на Сталинградский фронт (с 28.09.1942 — Донской фронт) и включён в состав 271-й ночной бомбардировочной авиационной дивизии, которая в конце сентября 1942 года была передана из 8-й воздушной армии в 16-ю воздушную. На Сталинградском и Донском фронтах старший сержант В. Т. Попович участвовал в Сталинградской битве. В ноябре 1942 года 714-й ночной легкобомбардировочный авиационный полк был выведен в резерв, а старшего сержанта Поповича перевели в 3-ю авиаэскадрилью 702-го ночного бомбардировочного авиационного полка 271-й ночной бомбардировочной авиационной дивизии. В период контрнаступления советских войск под Сталинградом Владимир Трофимович в тридцатиградусные морозы совершал по 6-12 вылетов за одну ночь на бомбардировку войск противника и его военных объектов. Так, в ночь с 18 на 19 декабря 1942 года он совершил 6 боевых вылетов в район немецкого аэродрома Большая Россошка, уничтожив 3 автомашины с войсками и грузами и огневую точку противника. Ночью 17 января 1943 года им произведено 12 боевых вылетов в районы сёл Конный и Гумрак, во время которых было уничтожено 5 автомашин, 1 огневая точка и в нескольких местах разрушено железнодорожное полотно. Всего за время Сталинградской битвы старший сержант В. Т. Попович произвёл 150 ночных боевых вылетов. 14 раз ему объявлялась благодарность от имени командиров полков и дивизий и дважды — от лица командующего 8-й воздушной армией. Четыре раза Владимир Трофимович приводил повреждённый зенитной артиллерией противника самолёт на свой аэродром. После налёта на вражеский аэродром Большая Россошка в ночь с 19 на 20 декабря 1942 года, во время которого старший сержант Попович уничтожил немецкий транспортный самолёт Ю-52 и создал два очага пожара, на его самолёте механики насчитали до 40 пробоин. За отличие в Сталинградской битве и массовый героизм лётного состава приказом Народного комиссариата обороны СССР № 64 от 8 февраля 1943 года 702-й ночной бомбардировочный авиационный полк был преобразован в 44-й гвардейский.