"Birthday "được viết bởi Perry, Bonnie McKee, Cirkut, Dr.Luke và Max Martin. Ba người có tên cuối cũng đã thực hiện bài hát và đóng góp vào phần phối âm và lập trình nhạc cụ tương ứng. Trống được chơi bởi Steve Wolf, trong khi kèn cor được chơi bởi ban nhạc Saturday Night Live, việc soạn nhạc do Lenny Pickett đảm nhiệm và kỹ thuật phối khí do Dave O'Donnell đảm nhiệm. Bản phối audio được thực hiện bởi Peter Carlsson, Clint Gibbs, Sam Holland, và Michael Illbert. Bài hát được pha trộn và nhào nặn bởi Serban Ghenea tại phòng thu MixStar Studios ở Virginia Beach, Virginia, cùng với kỹ sư âm nhạc John Hanes. Việc thu âm được tiến hành ở nhiều nơi, bao gồm phòng thu Luke's in the Boo tại Malibu, California, phòng thu Conway s tại Hollywood, California, phòng thu Playback tại Santa Barbara, California, MXM Studios ở Stockholm, Thụy Điển và phòng thu Secret Garden tại Montecito, California.

Bài hát được đăng trực tuyến vào ngày 16 tháng 10 năm 2013, hai ngày trước khi album Prism ra mắt.[1] Vào ngày 3 tháng 4 năm 2014, Perry thông báo trên tài khoản Twitter của mình rằng "Birthday" sẽ được phát hành như đĩa đơn chính thức thứ 4 từ album, cùng lúc đó cô cũng cho đăng hình bìa chính thức cho đĩa đơn. Bìa đĩa là hình ảnh chụp trong bữa tiệc sinh nhật tổ chức vào năm 1990 của Perry, với hình Perry đeo nơ và cô chị gái Angela Hudson tươi cười nhìn vào máy ảnh; những quả bong bóng hình chữ cái được dùng photoshop chỉnh sửa và được chèn vào khéo léo trên bìa đĩa để tạo nên tên Katy Perry. Tên bài hát là hình ảnh của những cây nến cắm trong chiếc bánh sinh nhật.[2][3] Để quảng bá cho đĩa đơn thì video với lời nhạc cho "Birthday" đã được đăng tải lên tài khoản Vevo của Perry vào ngày 10 tháng 4 năm 2014. Nó là một chuỗi những hình ảnh của nhiều loại bánh ngọt và kẹo để trang trí và tạo thành lời bài hát; cuối video là hình ảnh Perry thắp sáng ngọn nến cuối cùng của chiếc bánh sinh nhật.[4]