Родился 8 (21) августа 1904 в Скопине Рязанской губернии, «из семьи торговца», русский. В 1917 г. окончил приходскую школу, в 1926 г. — Объединенную школу им. ВЦИК, в 1929 г. — 2 курса Вечернего рабочего университета, в 1937 г. окончил Военную академию им. М. В. Фрунзе с дипломом 1 степени. В РККА вступил добровольно 15 сентября 1922 г.: командир взвода (сентябрь 1926 г. — декабрь 1929 г.), командир роты (по июнь 1930 г.), начальник штаба учебного батальона (по апрель 1932 г.), командир батальона (по июнь 1934 г.), начальник штаба стрелковой дивизии (октябрь 1937 г. — апрель 1938 г.), начальник отдела в штабе Харьковского военного округа (по август 1939 г.). С августа 1939 комбриг Бирюзов — командир 132-й стрелковой дивизии.