Birney gik ind i unionshæren lige efter Fort Sumter som oberstløjtnant i 23. Pennsylvania Volunteer infanteriregiment, en enhed, som han stort set opstillede for egen regning. Lige inden krigen havde han studeret militærkundskab som forberedelse til en sådan rolle. Han blev forfremmet til oberst den 31. august 1861 og til brigadegeneral den 17. februar 1862, idet han tydeligvis drog nytte af politiske forbindelser og ikke militære erfaringer. Han førte en brigade i brigadegeneral Philip Kearnys division i III Korps under Peninsula-kampagnen. I Slaget ved Seven Pines blev han beskyldt for ikke at have adlydt en ordre fra sin korpskommandør, generalmajor Samuel P. Heintzelman, efter sigende for at have stoppet sin styrke 1½ km fra fjenden. Men der var blot tale om misforståede ordrer. Birney blev stillet for en krigsret, men med et stærkt positivt udsagn blev han frikendt og genindsat i sin stilling.