Birx chào đời tại Pennsylvania. Bà là con gái của Donald Birx, một nhà toán học và kỹ sư điện, và Adele Sparks Birx, một giảng viên điều dưỡng.[5][6][7] Birx và gia đình bà sống ở Quận Lancaster, Pennsylvania, trong nhiều năm đầu đời, nơi bà theo học tại Học khu Lampeter-Strasburg, bao gồm Trường Trung học Lampeter-Strasburg.[7] Dự án khoa học năm thứ nhất của Birx, được trưng bày năm 1971 tại Hội chợ Khoa học Thành phố Lancaster, tập trung vào cổ thực vật học.[7] Năm sau, Birx, khi đó là học sinh năm hai trung học, đã đứng thứ ba tại cùng Hội chợ Khoa học Lancaster qua một cuộc triển lãm chuyên sâu hơn về cổ thực vật học và đá.[7] Trong một cuộc phỏng vấn năm 1972 với tờ Lancaster New Era, Birx đã giải thích mối quan tâm của cô đối với chủ đề của dự án, nói, "Tôi đồng ý lịch sử có thể không giúp bạn dự đoán tương lai, vì vậy đó là lý do tại sao tôi thích đá. Chúng kiên định hơn mọi người tưởng."[7]

Gia đình của Birx sau đó chuyển đến Carlisle, Pennsylvania, đây là nơi bà tốt nghiệp Trường Trung học Carlisle.[8]

Năm 1976, Birx nhận bằng Cử nhân hóa học tại Trường Đại học Houghton. In Năm 1980, Birx lấy được bằng Bác sĩ y khoa từ Trung tâm Y tế Hershey, Đại học Tiểu bang Pennsylvania.[5]