Народився в селі Юрки Хорішківської волості Кобеляцького повіту Полтавської губернії (нині Козельщинський район, Полтавська область, Україна). У 1906 році закінчив у Санкт- Петербурзі Військово-медичну академію, продовживши роботу на кафедрі психіатрії під керівництвом В. М, Бехтерева. У 1909 році захистив докторську дисертацію «Про сполучно-рухові реакції на звукові подразники». З 1911 по 1921 рік продовжував працювати з Володимиром Михайловичем Бехтеревим на посаді приват-доцента в його клінічній лабораторії. З 1921 року - професор кафедри психіатрії Пермського університету. У 1923 році призначений головою кафедри психіатрії Харківського медичного інституту. У 1935 став членом Української академії наук. З 1944 - керівник кафедри психіатрії Клінічного інституту Київського союзу лікарів (нинішня Київська медична академія післядипломної освіти ім. П. Л. Шупика). Вихованець патофізіологічної школи В. М. Бехтерева. Розробив оригінальні методики дослідження вищої нервової діяльності, описав симпатікотонічний синдром при маніакально-депресивному психозі (Тріада Протопопова). Ввів у практику терапію сном, методики дезінтоксикаційної терапії, дієтотерапії. Багато зробив для післявоєнної відбудови установ психіатрії на Україні. Автор 160 наукових праць, у тому числі 5 монографій. Науковий напрямок - патофізіологія психозів. Під його керівництвом виконані 5 докторських і 5 кандидатських дисертацій. Найбільш віі учні - проф. І. А. Поліщук, О. А. Рушкевіч, П. В. Бірюкович. Ві як: Засновник патофізіологічної школи в радянській психіатрії. Помер 29 листопада 1957 року. Похований в Києві на Байковому кладовищі.
