Родился в 1913г., в поселке Солотча Рязанского района. Русский. Член КПСС с 1941г. Образование неполное среднее. До призыва работал токарем на московском заводе «Борец». В Советской Армии с 1933г. Окончил Ворошиловградскую военно-авиационную школу в 1935г. Летал в любую погоду. Капитан Бирюков боевые полеты начал во время советско-финской войны в 1939-1940 гг. С первых дней Великой Отечественной на фронте, заместитель командира 42-го авиационного полка 36-й авиационной дивизии АДД (дальнего действия). К июню 1942г. он совершил 60 боевых вылетов на бомбардировку вражеских военных объектов, имеющих стратегическое значение. Летал ночью и при любой погоде.За успешное выполнение ответственных заданий командования и проявленное при этом мужество Указом Президиума Верховного Совета СССР от 20 июня 1942г. Серафиму Кирилловичу Бирюкову присвоено звание Героя Советского Союза.

До конца Великой Отечественной войны на самолете Ил-4 Бирюков регулярно продолжал боевые вылеты. Бомбил вражеские аэродромы и порты в Норвегии, в Заполярье. На Берлин подполковник Бирюков вел свой 28-й гвардейский Краснознаменный Смоленский авиационный полк. Его меткие удары по военным объектам гитлеровцев в Минхенбурге, на Зееловских высотах и в самом Берлине были неотразимы. После войны он продолжал службу в ВВС. В 1953г. окончил Военную академию Генштаба. С 1972г. генерал-лейтенант авиации  Бирюков  в запасе. Жил в Москве. Умер 4 мая 1992г. Похоронен на Николо-Архангельском кладбище в Москве. В городе Быхове на площади Героев установлен бюст.