Осенью 1941 года, когда Ленинград оказался в блокаде, курсантов отправили на боевые задания. Владлен Попов вошёл в отдельную десантную роту из первокурсников. В сентябре 1941 года он участвовал в разведывательно-диверсионном морском десанте на южном берегу Финского залива у Стрельны — в густом тумане десантники высадились, собрали сведения и отвлекли врага, вернувшись с минимальными потерями. Позже его эвакуировали из блокадного Ленинграда вместе с училищем, в 1943 году он получил звание лейтенанта. На фронте служил командиром взвода в понтонно-мостовом батальоне — строил переправы под огнём, участвовал в десантах, форсировании Днепра, освобождении Крыма и Севастополя. Был награждён орденом Красной Звезды, несколько раз ранен и контужен, но всегда возвращался в строй.