Popovytj blev professionel i 2002, og har blandt andet leveret stærke resultater i Giro d'Italia, hvor han endte på tredje plads i 2003 og femte plads i 2004. I Tour de France 2005 vandt han den hvide trøje som den bedste rytter under 26 år. Året efter vandt han 12. etape. I Tour de France 2007 blev han nummer 8 sammenlagt efter at have været hjælperytter for sine holdkamerater Alberto Contador og Levi Leipheimer.
Karriere
Tidlige år
Popovytj blev opfattet som en af de mest lovende cykelryttere mens han kørte junior- og U23-løb efter at have vundet 35 sejre i 2000 og 2001[2] Han vandt U23-landevejsløbet ved verdensmesterskaberne i 2001 efter at have være blevet nummer to året før Han vandt ligeledes Paris-Roubaix-udgaven for U23-ryttere.[2] Ukraineren blev professionel i 2002 da han begyndte at køre for det belgiske hold Landbouwkrediet-Colnago og leverede nogle stærke optrædener, mest notabelt i Giro d'Italia hvor han blev nummer tre i 2003 og fem i 2004, hvor han kørte i den rosa førertrøje under tre etaper.
Popovytj arbejde hovedageligt som hjælperytter under 2007-sæsonen, hvor han hjalp Alberto Contador til at vinde Paris-Nice og Tour de France. Tidligere på sæsonen vandt han femte etape under Paris-Nice 2007 efter at have angrebet 33 kilometer fra målstregen.[5] Han blev opfattet som holdkaptajn til Giro d'Italia 2007, men han trak sig under 12. etape efter sit andet styrt i løbet. Under Tour de France 2007, sluttede han som nummer otte efter at have arbejdet for holdkammeraterne Alberto Contador og Levi Leipheimer.[6]