Birney walczył w II bitwie nad Bull Run w ramach Armii Wirginii gen. mjr. Johna Pope’a. Gdy Kearny poniósł śmierć na polu bitwy, Birney przejął dowodzenie jego dywizją. W związku z wyjazdem do Waszyngtonu, nie wziął udziału w bitwie nad Antietam, ale wkrótce jego dywizja wróciła do Armii Potomaku tuż przed bitwą pod Fredericksburgiem. Tam ponownie miał problem z dyscypliną, odmawiając udzielenia wsparcia dywizji gen. mjr. George’a G. Meade’ego na lewym skrzydle wojsk Unii. Jednakże jeszcze tego samego dnia został pochwalony w raporcie dowódcy III Korpusu, gen. mjr. George’a Stonemana za „eleganckie dowodzenie dywizją” i ponownie uniknął kary. Birney dowodził swą dywizją podczas krwawych bojów pod Chancellorsville, gdzie jego dywizja poniosła większe straty (1607 ludzi) niż jakakolwiek inna. Za „wyróżniającą się postawę” pod Chancellorsville został 20 maja 1863 roku mianowany generałem majorem.