Clarence Birdseye era il sesto dei nove figli di Clarence Frank Birdseye, avvocato in uno studio di assicurazioni, e di Ada Jane Underwood. I suoi primi anni li trascorse a Brooklyn, New York, dove la sua famiglia possedeva una casa di città a Cobble Hill. Fin dall’infanzia, Birdseye era ossessionato dalle scienze naturali e dalla tassidermia, che imparò da solo per corrispondenza. All’età di undici anni pubblicizzò i suoi corsi in materia. Quando aveva quattordici anni, la famiglia si trasferì nel sobborgo di Montclair, New Jersey, dove Birdseye si diplomò alla Montclair High School. Si iscrisse all’Amherst College, dove suo padre e suo fratello maggiore si erano laureati. Lì eccelleva nelle scienze, anche se era uno studente medio in altre materie. La sua ossessione per la raccolta di insetti portò i suoi compagni di college a soprannominarlo “Bugs”.
Nell’estate successiva al suo primo anno, Birdseye lavorò per il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti nel Nuovo Messico e in Arizona come “assistente naturalista”, in un periodo in cui l’agenzia si occupava di aiutare gli agricoltori e gli allevatori a liberarsi dei predatori, soprattutto dei coyote.
Nel 1908, le finanze familiari costrinsero Birdseye a ritirarsi dal college dopo il suo secondo anno. Nel 1917, il padre di Birdseye e il fratello maggiore Kellogg andarono in prigione per aver frodato il loro datore di lavoro; non è chiaro se questo fosse legato al ritiro di Birdseye da Amherst.
Birdseye fu nuovamente assunto dal Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti, questa volta per un progetto di rilevamento degli animali nel West americano. Lavorò anche con l’entomologo Willard Van Orsdel King (1888-1970) nel Montana, dove, nel 1910 e 1911, catturò diverse centinaia di piccoli mammiferi da cui King rimosse diverse migliaia di zecche per la ricerca, isolandole come causa della febbre maculata delle Montagne Rocciose, una svolta. Il prossimo incarico sul campo di Birdseye, a intermittenza dal 1912 al 1915, fu nel Labrador nel dominio di Terranova (ora parte del Canada), dove si interessò ulteriormente alla conservazione del cibo tramite congelamento, specialmente il congelamento rapido. Acquistò un terreno a Muddy Bay, dove costruì un ranch per allevare volpi. Gli Inuit gli insegnarono come pescare sul ghiaccio sotto un ghiaccio molto spesso. Con un tempo di -40 °C, scoprì che il pesce che catturava si congelava quasi istantaneamente e, una volta scongelato, aveva un sapore fresco. Riconobbe immediatamente che i frutti di mare congelati venduti a New York erano di qualità inferiore rispetto al pesce congelato del Labrador, e che questa conoscenza poteva essere redditizia.
Quando il cibo viene congelato lentamente, a temperature vicine al punto di congelamento, si formano cristalli di ghiaccio all’interno delle cellule animali o vegetali; quando il cibo si scongela, il liquido cellulare fuoriesce dal tessuto danneggiato, dando al cibo una consistenza molliccia o secca. Il congelamento rapido, a temperature più basse, dà ai cristalli meno tempo per formarsi e quindi fa meno danni.
Nel 1922, Birdseye condusse esperimenti di congelamento del pesce alla Clothel Refrigerating Company, e poi fondò la sua società, Birdseye Seafoods Inc. per congelare filetti di pesce con aria fredda a -43 °C (-45 °F). Nel 1924, la sua azienda fallì per mancanza di interesse dei consumatori per il prodotto. Lo stesso anno, sviluppò un processo completamente nuovo per la surgelazione rapida commercialmente praticabile: imballare il pesce in cartoni, poi congelare il contenuto tra due superfici refrigerate sotto pressione. Birdseye creò la General Seafood Corporation per promuovere questo metodo.