1896 по 1898 год — арестован за революционную деятельность и после заключения был выслан в Уфимскую губернию, начал заниматься статистикой. Находясь в ссылке, познакомился с В. И. Лениным, проездом из сибирской ссылки заезжавшим в Уфу, где жила Н. К. Крупская, и сосланным в Уфу А. Д. Цюрупой. У Попов с Цюрупой сложились дружеские отношения. После того как Цюрупа занял высокие должности в большевистском правительстве и до середины 1920-х годов, он оказывал Попову влиятельную поддержку.
Совместно с Л. Н. Литошенко возглавлял работу по составлению первого в мире межотраслевого баланса (баланс народного хозяйства СССР на 1923/24 хозяйственный год).
Жена — Хрящева Анна Ивановна (1868—1934), статистик, член коллегии ЦСУ РСФСР и ЦСУ СССР (1919—1929), заместитель управляющего ЦСУ СССР, заведующий отделом динамики сельского хозяйства ЦСУ РСФСР, СССР.
Кроме того, принимал непосредственное участие в подготовке инструкций и программы статистических обследований крестьянских хозяйств, подготавливал разработочные таблицы по итогам сельскохозяйственных переписей 1917, 1919, 1920 годов.
Производство хлеба в Р.С.Ф.С.Р. и федерирующихся с нею республиках : (Хлебная продукция). — [М.:] Гос. изд-во, 1921. — 56 с.
Сельское хозяйство Союза Республик : краткая экономико-статическая характеристика. — М. ; Л. : Экономическая Жизнь, 1924. — 46, [1] с. — (Библиотека «Экономическая жизнь»)
Мировое хозяйство и экономическое положение СССР. — М. ; Л. : Гос. изд-во, 1925. — 68 с. : табл.
Баланс народного хозяйства Союза ССР 1923-24 года. / Под ред. П. И. Попова. М.: Республиканский информационно-издательский центр, 1993. (Репринтное воспроизведение издания 1926 г.)
Павел Ильич Попов // Блюм А.[фр.], Меспуле М. Бюрократическая анархия: статистика и власть при Сталине. / Пер. с фр. — М.: РОССПЭН, 2006. — 328 с. — С. 15—23.