חיים בנימיני נולד בשנת 1938 בישראל. בשנת 1956 התגייס לצה"ל והתנדב לשירות בצנחנים. בתום הסמכתו כלוחם וכקצין מילא במשך למעלה מעשור שורה של תפקידי פיקוד בחטיבת הצנחנים הסדירה.
במלחמת ששת הימים שימש כסגן מפקד גדוד 890 ולחם עימו בקרב ההבקעה של המוצבים המצריים ברפיח ובצפון סיני. בסוף שנות השישים שירת במחלקת המחקר באגף המודיעין במסגרת הענף שחקר את ירדן. בשנים 1972-1970 פיקד על גדוד 202 ובמהלך כהונתו נפצע בפעולה נגד אירגוני הטרור ברצועת עזה.
בשנים 1973-1972 עמד בראש ענף מבצעים באגף המטה. בשנים 1975-1973 פיקד על בית הספר לקצינים (בה"ד 1) בדרגת אלוף משנה. כשבועיים לאחר שנכנס לתפקיד פרצה מלחמת יום הכיפורים והוא עמד בראש כוח בישוף שהתבסס על סגל בה"ד 1 וצועריו. הכוח לחם בחזית המצרית ובכלל זה סייע בהגנה על מעברי המיתלה והגידי.
בשנים 1976-1975 פיקד על חטיבת גולני והתמקד בלחימה מול ארגוני הטרור בגבול עם לבנון. בשנים 1977-1976 עמד בראש מחלקת איסוף באגף המודיעין. בשנים 1979-1977 שימש כקצין מודיעין ראשי בדרגת תת אלוף ובתום תפקידו שהה בשנים 1980-1979 בלימודים אקדמיים בארצות הברית.
לאחר שובו לארץ הדריך בשנים 1982-1980 במכללה לביטחון לאומי (מב"ל). הוא השתחרר בשנת 1982 משירות קבע בצה"ל.