En förbipasserande fann två män medvetslösa och blödande vid sidan av vägen i Grove Lane, Handsworth, omkring klockan 03:00 BST.
En av männen dog på platsen och den andra är kritisk på sjukhuset. Båda tros vara i slutet av 20-talet, sade West Midlands polisen.
En fingertoppssökning av området är på gång.
Detektiver tittar också på övervakningsbilder av Soho Road och Douglas Road, som har stängts för rättsmedicinsk undersökning.
En man har dödats och en annan har skadats allvarligt i en dubbel knivhuggning i Birmingham.