Birke J. Bertelsmeier étudie le piano à la Musikhochschule de Cologne avec Pavel Giligov et la composition, d’abord avec David Graham à Düsseldorf, puis avec Wolfgang Rihm à la Musikhochschule de Karlsruhe, dont elle sort diplômée en 2008. Elle obtient par la suite un Master de musicologie en 2009, puis intègre le Cursus en composition et informatique musicale de l’Ircam en 2016-2017.

Ses compositions ont notamment été jouées par le Quatuor Arditi, Tabea Zimmermann, Christoph Eschenbach (avec le Bamberger Symphoniker) et l’Ensemble Modern. Elle est l’invitée de festivals comme la Biennale de Munich, les Wittener Tage für Neue Musik ou le Printemps de Heidelberg. En 2012, elle obtient le Prix Schneider-Schott et est boursière de l’Académie internationale de l’Ensemble Modern. En 2015, elle gagne le Prix de composition Ernst von Siemens.

Le catalogue des œuvres de Birke J. Bertelsmeier s’intéresse à différents genres : il se compose d’opéras (Ein falsches Märchen, 1995), de théâtre musical (Gib mir Dein, 2017), de musique de film (Papiersammlung, 2011), d’œuvres orchestrales (Zimzum, 2015 ; … reichen Hall, 2010 ; Stück, 2010 ; Im Nu, 2009), de musique de chambre et d’œuvres solistes (WhirliGigue, 2010). En 2014, le Deutsche Oper Berlin accueille les représentations de deux pièces de théâtre musical : Querelle, d’après Jean Genet, composée alors que la compositrice est pensionnaire à la Villa Massimo en 2013, et Nachtigall d’après Oscar Wilde. En 2017, son œuvre orchestrale vom blauen Himmel est créée pour le 80e anniversaire du bombardement de Gernica par l’Orkestra Sinfonikoa de Bilbao avec chœur et chœur d’enfants.

Birke J. Bertelsmeier enseigne la composition à la Beethoven-Haus de Bonn et au Landesmusikrat NRW, le conseil musical de la Rhénanie du Nord-Westphalie. En tant que bénéficiaire du Dorothea Erxleben Program, elle enseigne aussi de 2009 à 2011 à l’Université de musique et de théâtre de Hanovre.