Clarence Birdseye byl šestým z devíti dětí Clarence Franka Birdseye, právníka v pojišťovací firmě, a Ady Jane Underwoodové. První roky života strávil v newyorském Brooklynu, kde jeho rodina vlastnila městský dům v Cobble Hill. Od dětství byl Birdseye posedlý přírodovědou a taxidermií, kterou se učil korespondenčně. V jedenácti letech inzeroval své kurzy tohoto oboru. Když mu bylo čtrnáct let, rodina se přestěhovala na předměstí Montclair v New Jersey, kde Birdseye vystudoval Montclairskou střední školu. Maturoval na Amherst College, kde získali titul jeho otec a starší bratr. Tam vynikal v přírodních vědách, ačkoli v ostatních předmětech byl průměrným studentem. Jeho posedlost sbíráním hmyzu vedla spolužáky na vysoké škole k tomu, že mu začali přezdívat „Brouk“.
V létě po prvním ročníku pracoval Birdseye pro americké ministerstvo zemědělství v Novém Mexiku a Arizoně jako „asistent přírodovědce“, a to v době, kdy se agentura zabývala pomocí farmářům a rančerům zbavit se predátorů, hlavně kojotů.
V roce 1908 donutily rodinné finance Birdseyeho po druhém ročníku ukončit studium na vysoké škole. V roce 1917 se Birdseyeho otec a starší bratr Kellogg dostali do vězení za podvod na svém zaměstnavateli; zda to souviselo s Birdseyeho odchodem z Amherstu, není jasné.
Birdseye byl opět najat ministerstvem zemědělství Spojených států, tentokrát pro projekt průzkumu zvířat na americkém Západě. Spolupracoval také s entomologem Willardem Van Orsdelem Kingem (1888-1970) v Montaně, kde v letech 1910 a 1911 odchytil několik stovek drobných savců, z nichž King odebral několik tisíc klíšťat pro výzkum a izoloval je jako původce skvrnité horečky Skalistých hor, což byl průlomový objev. dalším Birdseyeho úkolem v terénu, s přestávkami v letech 1912-1915, byl Labrador v dominiu Newfoundland (dnes součást Kanady), kde se dále zajímal o uchovávání potravin zmrazováním, zejména rychlým zmrazováním. Zakoupil pozemek v Muddy Bay, kde vybudoval ranč pro chov lišek. Inuité ho naučili lovit ryby pod velmi silným ledem. Při teplotě -40 °C zjistil, že ulovené ryby téměř okamžitě zmrznou a po rozmrazení chutnají čerstvě. Okamžitě poznal, že mražené mořské plody prodávané v New Yorku jsou méně kvalitní než mražené ryby z Labradoru a že tento poznatek by mohl být lukrativní.
Při pomalém zmrazování potravin při teplotách blízkých bodu mrazu se v živočišných nebo rostlinných buňkách tvoří ledové krystalky; když potravina rozmrzne, vytéká z poškozené tkáně buněčná tekutina, která dává potravině kašovitou nebo suchou konzistenci. Rychlé zmrazení při nižších teplotách dává krystalům méně času na vytvoření, a proto způsobuje menší škody.
V roce 1922 prováděl Birdseye ve společnosti Clothel Refrigerating Company pokusy se zmrazováním ryb a poté založil vlastní společnost Birdseye Seafoods Inc. na zmrazování rybích filetů pomocí chlazeného vzduchu při teplotě -43 °C (-45 °F). V roce 1924 jeho společnost zkrachovala pro nedostatek zájmu spotřebitelů o výrobek. V témže roce vyvinul zcela nový postup pro komerčně životaschopné rychlé zmrazování: balení ryb do kartonů a následné zmrazení obsahu mezi dvěma chladicími plochami pod tlakem. Birdseye založil společnost General Seafood Corporation, aby tuto metodu propagoval.