1959 yılında Manisa'nın Akhisar ilçesinde doğdu. 1976 -1980 yıllarında Gazetecilik ve Halkla İlişkiler okudu. 1981 - 1985 yılları arasında M.S.Ü. Devlet Konservatuvarı Tiyatro bölümünde eğitim gördü. 1985'te girdiği İstanbul Devlet Tiyatrosu'nda 30'dan fazla oyunda rol aldı. Oynadığı oyunlardan bazıları Abdülcanbaz, Oresteia Danton'un Ölümü, Hamlet, Tanrı, Batı Yakasının Hikayesi ve Cyrano de Bergerac şeklindedir. Tiyatro sahnesindeki başarıları ona çeşitli ödüller getirirken adını duyurmasına yardımcı oldu.
1990'ların ortasında sinema filmlerinde oynamaya başladı. 1995 yapımı Bir Kadının Anatomisi filmi ve arkasından çekilen Bir Erkeğin Anatomisi, yer aldığı ilk önemli yapımlardır. 1999'da Reha Erdem'in uzun bir aradan sonra yönettiği ilk film olan Kaç Para Kaç'ta bulduğu yüklü paranın ardından hayatı değişen esnaf Selim rolüyle izleyicilerin takdirini kazandı. Bu rolüyle SİYAD'ın En İyi Erkek Oyuncu ödülünü kazandı. 2000'de Derviş Zaim'in Filler ve Çimen filminde yer aldıktan sonra Zaim'in 2003'te çektiği Çamur filminde de oynadı. 2006'da Reha Erdem'le bir kez daha çalışarak Beş Vakit'te oynadıktan sonra 2008'de Türkiye'nin ilk yerli otomobilinin yapılma sürecini anlatan Devrim Arabaları filminde ekibin lideri Gündüz rolünde bir kez daha sinema izleyicisinin karşısına çıktı.
2009'da bir başka iddialı kadrolu film olan Siyah Beyaz'dan ve Bizim Büyük Çaresizliğimiz'den sonra, Nuri Bilge Ceylan'ın bol ödüllü filmi Bir Zamanlar Anadolu'da geldi. Filmde Savcı Nusret rolüyle yine çok başarılı bir performans ortaya koydu. Çok fazla dizide görünmeye Birsel, yine de farklı çalışmalarla televizyonda zaman zaman kendine yer buldu. Örneğin Öyle Bir Geçer Zaman Ki dizisinin Osman karakterinin yetişkin dış sesi olarak yaptığı anlatımları seslendirdi. 2017'de gösterime giren ve Türkiye'nin Oscar adayı olan Ayla'da ise Fuat Binbaşı karakterini canlandırdı.