במלחמת העצמאות לחם בשורות הפלמ"ח בגדוד הרביעי בחטיבת הראל. בסיומה היה מפקד מחלקה. מיד לאחר המלחמה נשלח לבית הספר לקצינים. חיים נודע כמפקד נועז, בעל מעוף ודמיון. פיקד על יחידה 30, יחידה מיוחדת שפעלה נגד המסתננים. על בסיס יחידה 30 הוקמה יחידה 101. לאחר מכן עבר לחיל השריון והיה בין בוניו ומיסדיו של חיל זה. במבצע קדש היה סגן מפקד גדוד 9 ובהמשך ממלא מקום מפקד בגדוד. לאחר מכן פיקד על גדוד 61 ובהמשך מונה לראש ענף תורת לחימה במפקדת גייסות השריון. בשנת 1959 נשלח לפו"ם ונחשב בין המצטיינים במחזורו. היה מפקד קורס קציני שריון ומפקד קורס מפקדי פלוגות בחיל השריון. לאחר שפיקד על גדוד טנקים 82 בחטיבה 7 נשלח לשנת לימודים והשתלמות לקורס שריון מתקדם במרכז השריון של צבא ארצות הברית בפורט נוקס, קנטקי בארצות הברית לאחר מכן מונה סמח"ט חטיבה 37 וחטיבה 200. דים עסק רבות בתורת הלחימה של השריון והיה בין מומחי הגייס בתחום הסיור השריוני. לפני מלחמת ששת הימים מונה לראש מה"ד במחלקת הדרכה תחת אריק שרון שהיה ראש מחלקת הדרכה בצה"ל. בפרוץ מלחמת ששת הימים היה ראש המטה באוגדה 38 של אריאל שרון, אחת משלוש האוגדות שלחמו בסיני. דים תכנן את קרב אום כתף במלחמת ששת הימים שנערך בין צה"ל והצבא המצרי, במתחם המבוצר שבאום כתף בחלקו המזרחי של חצי האי סיני. הכוח הישראלי, בפיקוד אריאל שרון, הצליח לכבוש את המתחם הנמצא ממזרח לצומת אבו עגילה לאחר שבמהלך הקרב שילב בהצלחה מסגרות גדולות של שריון וחיל רגלים בסיוע יחידות הנדסה, תותחנים וחיל אוויר תוך שימוש בהונאה צבאית ובתחבולנות. הקרב נחשב לאחד המוצלחים בתולדות צה"ל ונלמד לאחר מכן באקדמיות צבאיות ברחבי העולם. בתום מלחמת ששת הימים הוענקה לו דרגת אלוף-משנה על ידי הרמטכ"ל יצחק רבין.