לאחר שחרורו מצה"ל התמחה בקרדיולוגיה בבית החולים רמב"ם בחיפה והחל לעבוד כרופא קרדיולוג. בשנים לאחר מכן יצא ללימודים בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד, מונה לפרופסור חבר לרפואה בתחומי הפיזיולוגיה והביופיזיקה בטכניון וכן שימש כפרופסור אורח באוניברסיטת הרווארד. בשנותיו כאיש אקדמיה רכש השכלה גם בתחומים: מתמטיקה, מדעי המחשב ופילוסופיה, אך הפרטים המדויקים לגבי תאריו בתחומים אלו אינם ידועים בבירור.
ב-1993 נפגש עם איש עסקים אמריקאי בשם לואיס פל והשניים החלו בשיתוף פעולה בפעילות יזמית בתחום המכשור הרפואי. החברה הראשונה בה שיתפו השניים פעולה היתה חברת ביוסנס. במרכז פעילות החברה עמדה טכניקה שפיתח לניווט מדויק בעורקי הלב, בזמן ביצוע הליך רפואי לתיקון הפרעה בקצב הלב. בשנות פעולתה של ביוסנס כיהן כמדען הראשי של החברה וכיושב-ראש הדירקטוריון.
לצד פעילותו בביוסנס היה מעורב כממציא ומשקיע, בפעילותן של מספר חברות מכשור רפואי, לרוב בשיתוף פעולה עם לואיס פל ועם יזם נוסף בשם- מוטי ביאר. כמה מהחברות בפעילותן היה מעורב נמכרו בעסקאות אקזיט, אשר הניבו לו רווח מוערך של למעלה מ-180 מליון דולר. הבולטות בחברות שנמכרו הן:
- ב-1996 נמכרה חברת אינסטנט לחברה האמריקאית מדטרוניק, תמורת 220 מליון דולר. אינסטנט עסקה בפיתוח סטנטים לטיפולים בתחום האורולוגיה.
- ב-1997 נמכרה חברת ביוסנס לחברת קורדיס, חברת בת של תאגיד ג'ונסון אנד ג'ונסון, תמורת 427 מליון דולר. תמורת מניותיו בחברה קיבל בן-חיים מניות של ג'ונסון אנד ג'ונסון בשווי 90 מליון דולר. לאחר השלמת העסקה עבד למשך מספר שנים בקורדיס.
- ב-2000 נמכרו הזכויות לשימוש בטכנולוגיה של חברת אימפולס דיינמיקס לחברת גאידנט האמריקאית, תמורת 150 מליון דולר. אימפולס דיינמיקס עסקה בפיתוח שתל המשמש לטיפול באי ספיקת לב.
- ב-2003 נמכרה חברת אקס טכנולוג'יס לחברת גאידנט, תמורת 60 מליון דולר. אקס טכנולוג'יס עסקה בפיתוח בלון ניפוח לצנתרים.
- ב-2006 נמכרה חברת דיסק-או-טק לחברת קייפון האמריקאית,תמורת 220 מליון דולר. דיסק-או-טק עסקה בפיתוח מכשור לביצוע טיפולים אורתופדיים בחוליות עמוד השדרה.
- ב-2011 נמכרה חברת רדאינסי לחברת פוטומדקס תמורת 175 מליון דולר. רדיאנסי עסקה בפיתוח מכשירים שונים לביצוע טיפולים בעור לצרכים רפואיים ואסתטיים.
- ב-2018 נמכרה חברת EPD מדיקל לחברת פיליפס, תמורת 292 מליון דולר. EPD מדיקל עסקה בפיתוח מערכת לטיפול בהפרעות קצב לב.
לצד החברות אשר נמכרו ביצע השקעות בעשרות חברות הזנק, רובן בתחום המכשור הרפואי. מספר לא מבוטל מאותן חברות התבססו על פיתוחים שלו עצמו. על שמו רשומים למעלה מ-550 פטנטים ובקשות לפטנטים.
ב-2003 הקים בשותפות עם לואיס פל את חברת הוברט אחזקות, המבצעת השקעות בחברות הזנק בתחום המכשור הרפואי. למן הקמתה מכהן כיושב-ראש החברה.
ב-2008 הקים בשותפות עם פל ודן זיסקינד (בכיר לשעבר בחברת טבע) קרן השקעות בשם מד-אינווסט באמצעותה גויסו 150 מליון דולר להשקעה בחברות הזנק בתחום המכשור רפואי.
ב-2008 רכש 7 אחוזים ממניות בית ההשקעות פריזמה. ב-2011 רכש את ביתו של ארקדי גאידמק בקיסריה תמורת 47 מיליון ש"ח.
ב-2017 העריך מגזין פורבס ישראל את הונו של בכ-1.1 מיליארד ש"ח.
הליכים משפטיים
במהלך השנים הוגשו נגדו מספר תביעות אזרחיות: ב-2005 הגישו מייסדי חברת רדיאנסי תביעה נגדו ונגד שותפו פל, בטענה כי פעלו באגרסיביות לנישולם מן החברה. ב-2011 הגישו שניים מעובדי חברת Goji תביעה נגדו, בטענה כי היו מיזמי החברה וכי בן-חיים פעל לנישולם מזכויותיהם בחברה.
ב-2011, לאחר שנים בהן פעלו יחדיו, נתגלע סכסוך עסקי בינו ובין שותפו לואיס פל ובמסגרתו זה הגיש פל תביעה נגדו, בטענה כי הוא מסרב להשיב לו מניות בשווי 62 מליון דולר שהחזיק עבורו בנאמנות. לבסוף הגיעו השניים להסכם פשרה.
ב-2012 הגישה מדינת ישראל תביעה נגד חברת קור דינמיקס ישראל (אשר נמצאת בשליטתו של בן-חיים) בטענה כי החברה עושה שימוש ללא רשות בטכנולוגיה אשר פותחה במכון וולקני ועליה יש למדינה זכויות מוגנות. בתגובה לתביעת המדינה, הגישה קור דינמיקס ישראל תביעת נגד, בדרישה לקבלת פיצויים מן המדינה.
