1900 году толкнуло ученого на путь, которым шли Пауль Езерих в Берлине и Ганс Гросс в Граце. Обращения к Поппу франкфуртского следователя, читавшего книгу Ганса Гросса, с просьбой исследовать пятна на брюках подозреваемого в преступлении человека было достаточно, чтобы пробудить в нем страсть к криминалистике. Он начал с исследований крови и ядов; когда в начале нового века пришли первые вести о введении дактилоскопии, он с головой окунулся в изучение отпечатков пальцев. Если немецкая полиция была занята внедрением антропометрических измерений Бертильона в качестве основы для картотеки преступников, то Попп уже понял, что бертильонаж принадлежит истории и что перспективна дактилоскопия. Одновременно он занялся и фотографией. Неутомимый исследователь стал прилежным учеником, изучившим все методы фотографирования, которые пропагандировали Бертильон и его последователь Рейсе в Лозанне. В 1904 году благодаря запечатленным на фотографии отпечаткам пальцев ему удалось уличить трех убийц. Первые два, Штаффорст и Гросс, убившие франкфуртского торговца музыкальными инструментами в его магазине, оставили отпечаток большого пальца на листе бумаги и отпечаток указательного пальца на воротнике потерпевшего. Спустя несколько месяцев, в ноябре 1904 года, был убит священник в Гельденбергене, в Верхнем Гессене. Выступление Поппа в деле Штаффорста и Гросса создало ученому такую популярность, что один богатый франкфуртский фабрикант предоставил в его распоряжение свою машину, чтобы химик смог поехать на место преступления. Попп передал следователю цветную фотографию ножа — орудия убийства, на котором был виден отпечаток одного пальца. Этим пальцем преступник вытер лезвие ножа. Так как именно мясники имеют обыкновение таким способом вытирать лезвие ножа, то Попп посоветовал поискать преступника среди мясников. Кроме того, он сфотографировал отпечаток правой руки, указательный палец которой был на несколько сантиметров короче обычного. Вскоре на основании этих косвенных улик был арестован и разоблачен мясник Гудде из Дармштадта.
Попп внимательно читал Ганса Гросса и понял, что истинные возможности криминалистики с использованием естественных наук таятся в совершенно других областях. В том же 1904 году прокуратура в Брейсгау пригласила его в Вильдталь. Там на бобовом поле нашли портниху Еву Диш, задушенную ее же собственным красно-синим платком. Единственной уликой, оставленной, возможно, убийцей на месте преступления, был носовой платок. Под микроскопом Попп увидел на носовом платке красные и синие волокна шелка, по цвету совпадавшие с волокнами головного платка жертвы. Более того, в выделениях, оставшихся на платке, находились частички нюхательного табака, угля, песчинки и кристаллы роговой обманки. Подозрение жандарма, расследовавшего преступление, пало на бывшего участника Иностранного легиона Карла Лаубаха, работавшего на газовом заводе и на разработках колчедана и пользовавшегося нюхательным табаком. Когда его арестовали, Попп с еще большим усердием продолжил микроскопические исследования. Под ногтями Лаубаха удалось обнаружить много угольной пыли, песчинок и кристаллов роговой обманки, но прежде всего — красные и синие волокна шелка, ничем не отличавшиеся от волокон головного платка убитой. Наконец, на брюках Лаубаха, у щиколоток, Попп обнаружил следы желтой глины и светло-серой илистой земли, которая в некоторых местах покрывала глину. Попп определил вид и количество крупинок кварца, кристаллов и составных частей растений в слое глины и взял пробы почвы с места обнаружения трупа Евы Диш. При сравнении он пришел к выводу, что глина с брюк Лаубаха и почва с места преступления по составу совпадают. Что касается серого слоя, то он содержал пластинки слюды и частички угля. Такой состав почвы оказался также в пробах земли с проселочной дороги, которая вела от места преступления к дому Лаубаха. Попп сделал из этого вывод, что Лаубах сначала испачкал брюки глиной во время убийства, а затем илом, направляясь по проселочной дороге домой. После первоначального отрицания Лаубахом своей вины и предъявления ему Поппом результатов исследования франкфуртские газеты, освещавшие ход процесса, опубликовали статьи под заглавием: „Микроскоп в качестве детектива".