Staden ledde genom Daphne Corboz tap-in när Nikita Parris slog till.
Steph Houghtons curling free-kick mot nedre hörnet hölls väl ute av väktare Sophie Baggaley som besökarna dominerade spelet.
I andra hälften stopptid, Jane Ross på väg hem Parris "speciel kors för att säkra alla tre punkter.
Birminghams bästa chans kom genom Melissa Lawley vars drive räddades av Karen Bardsley, men värdarna var näst bäst genom hela.
Manchester City Women gjorde det tre segrar från tre för att starta Women's Super League säsongen med en hårdnackad seger på Birmingham City Ladies.