A polgárháború idején, 1920-ban lépett be a Vörös Hadseregbe, korábban könyvtárosként dolgozott. 1921 februárjában lett a párt tagja. 1936-ban fejezte be tanulmányait a Frunzéről elnevezett katonai akadémián.
1941 januárjában a Távol-Keletről a Leningrádi Katonai Körzet élére került, amely június 22-én, a német invázió után az Északi Fronttá alakult át. Augusztus 27-én a Leningrádi Front parancsnoka lett, amelyet a főhadiszállás parancsára alakítottak ki az Északi Frontból. Szeptemberben Vorosilov került a helyére. A következő több mint egy évben különböző hadseregek élén állt, illetve a Sztálingrádi Front és a Voronyezsi Front parancsnokhelyettese volt. 1943 januárjában páncélos-frontgyorscsoportja (négy páncéloshadtest) részt vett a Harkov irányába indított offenzívában. Február végére súlyos veszteségeket szenvedett, utánpótlást pedig nem kapott, így Manstein ekkor lesújtó ellencsapása visszavetette a gyorscsoportot és VatutyinDélnyugati Frontját. 1943. június 6-án kinevezték a Brjanszki Front parancsnokává. Ebben a beosztásban vett részt a kurszki csatában. Szeptember 17-én csapatai felszabadították Brjanszkot. Októberben Sztálin hadseregtábornokká léptette elő, majd a Balti Front élére irányította át (amelyet nemsokára átneveztek 2. Balti Fronttá). 1944 áprilisában azonban, miután a Riga elleni támadás kudarcba fulladt, lefokozták vezérezredessé, és Jerjomenko került a helyére. (A lefokozás nagy megszégyenítésnek számított a Vörös Hadseregben, és a híresebb magasabbparancsnokok közül Popovon kívül csak Petrov jutott erre a sorsra, a hírhedt Mehliszt és Kulikot leszámítva.) A háború hátralévő részében Govorov törzsfőnöke volt a Leningrádi, majd a 2. Balti Frontnál.
A háború után a Lvovi Katonai Körzet (1945. július –), majd a Tavrijai Katonai Körzet (1946. július – 1954. június) élén állt. Sztálin halála után ismét előléptették hadseregtábornokká, talán hogy jóvátegyék az igazságtalanságot, ami a háború alatt történt vele. Golovanov légimarsall véleménye szerint az egyik legtehetségesebb szovjet parancsnok volt (ezt a véleményét bizonyos mértékig a háború alatt sokáig vezérkari főnökként dolgozó Vaszilevszkij is osztotta) és megérdemelte volna, hogy a Szovjetunió marsalljává léptessék elő. Zsukov ugyanakkor korántsem tartotta ilyen sokra mint katonai vezetőt.
Források
David M. Glantz: When Titans Clashed: How the Red Army Stopped Hitler, University of Kansas Press, Lawrence, 1995.
John Keegan: A második világháború, Budapest, Európa Kiadó, 2003.
Michael Parrish: The Lesser Terror: Soviet State Security, 1939–1953, Greenwood Publishing Group, 1996.
Michael Parrish: Sacrifice of the Generals: Soviet Senior Officer Losses, 1939–1953, Scarecrow Press, 2004.