Räddningstjänst kallades till Small Heath Highway klockan 23:25 BST på fredag efter en Porsche Cayenne kraschade i en lyktstolpe och rullade över.
West Midlands-polisen sa att två män i 20-årsåldern hade dött - en efter att ha förts till sjukhus.
Ytterligare två män som satt i bilen behandlas på sjukhus för mindre skador.
Ambulansen sa att de två männen hade blivit utslängda ur sin bil när den rullade vidare till motsatt sida av vagnen.
Det stod att en man hade bekräftats död på platsen, medan en sekund fördes till sjukhus med "extremt allvarliga" skador.
West Midlands-polisen sa att han senare hade dött.
Ambulansen sade: " Männen hade kastats ut när bilen de färdades i rullade och kom för att vila på rätt väg upp, på motsatt sida av vagnen.
"Bilen hade kolliderat med den centrala reservatet och en lyktstolpe i händelsen.
"Vidare utförde redan HLR på en av männen före vår ankomst. Det blev snabbt uppenbart att ingenting kunde göras för att rädda mannen och han bekräftades död på platsen."
De sa att den andra mannen hade hjärtstillestånd och hade en "betydande huvudskada" innan han förflyttades till Queen Elizabeth Hospital Birmingham.
Enligt gudstjänsten hade två andra män i 20-årsåldern drabbats av mindre skador och fördes till Heartlands sjukhus.
Vägen var stängd i båda riktningarna i flera timmar medan en utredning på platsen hölls.
Sergeant Paul Hughes, från West Midlands Police, sade: "Även om denna tragiska kollision inträffade sent på kvällen, vet vi att det skulle ha funnits andra fordon på vägen på den tiden."
Han bad alla vittnen att kontakta honom.
Två män har dött efter att ha kastats ur sin bil när den rullade över på en dubbelvagnsbana i Birmingham.