Birch publiserte over 440 vitenskapelige artikler og rapporter gjennom hele sin vitenskapelige karriere. Birch ble tildelt et stipend for å studere ved University of Sydney der han ble uteksaminert med en bachelorgrad i 1937 og en mastergrad i 1938. Han tok sin doktorgrad ved Oxford University der han ble uteksaminert i 1940. Birch forble stipendiat ved Oxford University frem til 1948 der han arbeidet under ledelse av Robert Robinson.