Clarence Birdseye był szóstym z dziewięciorga dzieci Clarence’a Franka Birdseye’a, prawnika w firmie ubezpieczeniowej, i Ady Jane Underwood. Pierwsze lata życia spędził na Brooklynie, w Nowym Jorku, gdzie jego rodzina posiadała kamienicę w Cobble Hill. Od dzieciństwa Birdseye miał obsesję na punkcie nauk przyrodniczych i taksydermii, której uczył się korespondencyjnie. W wieku jedenastu lat zareklamował swoje kursy z tego przedmiotu. Gdy miał czternaście lat, rodzina przeniosła się na przedmieścia Montclair w New Jersey, gdzie Birdseye ukończył Montclair High School. Rozpoczął studia w Amherst College, gdzie jego ojciec i starszy brat zdobyli dyplomy. Tam wyróżniał się w naukach ścisłych, choć z innych przedmiotów był przeciętnym uczniem. Jego obsesja na punkcie zbierania owadów doprowadziła do tego, że koledzy z klasy nazwali go „Bugs”.
W lecie po pierwszym roku studiów Birdseye pracował dla Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych w Nowym Meksyku i Arizonie jako „asystent przyrodnika”, w czasie gdy agencja zajmowała się pomocą rolnikom i ranczerom w pozbyciu się drapieżników, głównie kojotów.
W 1908 roku finanse rodzinne zmusiły Birdseye’a do wycofania się z college’u po drugim roku. W 1917 roku ojciec Birdseye’a i jego starszy brat Kellogg poszli do więzienia za wyłudzenie pieniędzy od swojego pracodawcy; czy miało to związek z wycofaniem się Birdseye’a z Amherst jest niejasne.
Birdseye został ponownie zatrudniony przez Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych, tym razem do projektu badającego zwierzęta na amerykańskim Zachodzie. Pracował także z entomologiem Willardem Van Orsdlem Kingiem (1888-1970) w Montanie, gdzie w 1910 i 1911 roku schwytał kilkaset małych ssaków, z których King usunął kilka tysięcy kleszczy do badań, izolując je jako przyczynę gorączki plamistej Gór Skalistych, co było przełomem.Następne zadanie Birdseye’a, z przerwami od 1912 do 1915 roku, było w Labradorze w Dominium Nowej Fundlandii (obecnie część Kanady), gdzie dalej interesował się konserwacją żywności przez zamrażanie, zwłaszcza szybkie zamrażanie. Zakupił ziemię w Muddy Bay, gdzie zbudował ranczo do hodowli lisów. Eskimosi nauczyli go, jak łowić ryby pod lodem pod bardzo grubym lodem. Przy temperaturze -40°C odkrył, że złowione przez niego ryby zamarzają niemal natychmiast, a po rozmrożeniu smakują jak świeże. Natychmiast rozpoznał, że mrożone owoce morza sprzedawane w Nowym Jorku były gorszej jakości niż mrożone ryby z Labradoru, i że ta wiedza może być lukratywna.
Gdy jedzenie jest zamrażane powoli, w temperaturach bliskich punktowi zamarzania, kryształy lodu tworzą się w komórkach zwierzęcych lub roślinnych; gdy jedzenie rozmarza, płyn komórkowy wycieka z uszkodzonej tkanki, nadając jedzeniu mięsistą lub suchą konsystencję. Szybkie zamrażanie, w niższych temperaturach, daje kryształom mniej czasu na formowanie się, a tym samym powoduje mniej szkód.
W 1922 roku Birdseye przeprowadził eksperymenty z zamrażaniem ryb w Clothel Refrigerating Company, a następnie założył własną firmę, Birdseye Seafoods Inc, aby zamrozić filety rybne za pomocą schłodzonego powietrza w temperaturze -43 °C (-45 °F). W 1924 r. jego firma zbankrutowała z powodu braku zainteresowania konsumentów tym produktem. W tym samym roku opracował zupełnie nowy proces szybkiego zamrażania, który był opłacalny z komercyjnego punktu widzenia: pakowanie ryb w kartony, a następnie zamrażanie ich zawartości pomiędzy dwoma powierzchniami chłodniczymi pod ciśnieniem. Birdseye stworzył General Seafood Corporation, aby promować tę metodę.