Birnbaum debutou no equipo nacional de fútbol masculino dos Estados Unidos o 28 de xaneiro de 2015. O seu primeiro gol para o USMNT foi un gañador no minuto 90 contra Islandia o 31 de xaneiro de 2016, un partido no que xa proporcionara unha asistencia de igualación a Michael Orozco para facer 2-2. Tamén xogou para o equipo na Copa América Centenario de 2016.
e clasificatorios para a Copa do Mundo. En 2017, xogou contra Serbia e Xamaica.