ביירלינג נולד בבורלניה שבדלארנה. אביו, דויד, ווקאליסט מוכשר, לימד אותו שירה והופעתו הפומבית הראשונה נערכה כשהיה בן ארבע, עם רביעיית הגברים של ביירלינג. הקבוצה הופיעה בקונצרטים ברחבי שוודיה וארצות הברית במשך אחת-עשרה שנים וחצי.
ביירלינג התקדם בשנות ה-40' וה-50' למעמד של אחד הזמרים הראשיים במטרופוליטן אופרה (עם הפסקה בשנות מלחמת העולם השנייה). הוא שר במספר רב של תפקידי טנור חשובים באופרות ברפרטואר הצרפתי והאיטלקי, ביניהן "הטרובדור", "ריגולטו", "אאידה", "נשף המסכות", "ליצנים", "אבירות כפרית", "פאוסט", "רומיאו ויוליה", "לה בוהם", "טוסקה" ו"מאנון לסקו". רבות מהקלטותיו לתפקידים אלה נחשבות עדיין כטובות יותר מכפי שהשיג כל טנור שהוא ברפרטואר הזה. בדצמבר 1940 הזמין אותו ארטורו טוסקניני לשיר את תפקיד הטנור במיסה סולמניס של בטהובן בניו יורק, ביצוע שהקלטה שלו עודנה בנמצא. כמו כן הופיע ברקוויאם של ורדי בניצוח טוסקניני בשנת 1939 בלוצרן, שווייץ, ובנובמבר 1940 בניו יורק. ביירלינג שר את תפקיד מריו בהקלטת הסטריאו המלאה של "טוסקה" בשנת 1957, הקלטה של חברת RCA ויקטור ברומא בניצוחו של אריך ליינסדורף. הוא קיבל את פרס גראמי לשנת 1959 על ביצוע קלאסי מצטיין - סולן ווקאלי (עם תזמורת או בלעדיה) על תקליטו "ביירלינג באופרה".
ביירלינג זכה להערכה רבה על המוזיקליות הטבועה בו ועל הטכניקה שלו, חסרת המאמץ לכאורה. יכולת המשחק המוגבלת שלו נחשבה כנקודת התורפה העיקרית שלו. הוא נודע כ"קארוזו השוודי". בנו, רולף, טנור מצליח בזכות עצמו (אם כי לא ברמתו של אביו) ונכדו, ריימונד, ירשו את ה"צליל".
בביוגרפיה שכתבה אלמנתו, אנה-ליסה ביירלינג, לצד אנדרו פרקש, מתואר ביירלינג כאיש משפחה אוהב ועמית נדיב. עם זאת, אנה-ליזה אינה מתכחשת להשפעה ההרסנית של האלכוהוליזם על בעלה.
שמו נקשר כיום במלגת המוזיקה היוקרתית על שם יוסי ביירלינג של מכללת גוסטבוס אדולפוס, מינסוטה.
ארכיון המכיל כמעט את כל הופעותיו המוקלטות של ביירלינג, תצלומיו, מכתביו, תוכניות מרסיטלים ואופרות שהופיע בהם, ביקורות, הספדים ושאר פריטים הקשורים בקריירה שלו, נמצא בבית ספר ג'ייקובס למוזיקה באוניברסיטת אינדיאנה בבלומינגטון, אינדיאנה.
.svg){kind=logo}
