חיים ישראלי נולד ב-1927 בעיירה מוטאל (מוטֶלֶה בפי היהודים) שבבלארוס (אז חלק מפולין), ונקרא על שם דודו הרב מאיר חיים דולינקו (1882 – 1917) רבה של מוטלה (אשר נפטר בדמי ימיו במלחמת העולם הראשונה ממחלת הטיפוס). משפחתו הוגלתה לקזחסטן וכך נמנע ממנה גורל מרבית יהודי העיירה, שנרצחו במלחמת העולם השנייה. אחרי המלחמה קיבלה המשפחה אישור לעבור לפולין ומשם הם עברו לגרמניה, בנתיב של הבריחה. במחנה מעבר בגרמניה, הכיר חיים ישראלי את מי שהייתה עתידה להיות אשתו, שרה. לאחר הגעתו לישראל נמנע גיוסו לצה"ל מסיבות בריאות, לכן הוצב לעבודה זמנית בארכיב של משרד ראש הממשלה. לאחר זמן מה הצליח לשכנע את רופאי לשכת הגיוס לגייס אותו ובשנת 1950 נשלח לעבוד, במסגרת שירותו הצבאי, במשרד הביטחון.
היה לעוזרו הקרוב של נחמיה ארגוב, שלישו הצבאי של ראש הממשלה ושר הביטחון הראשון, דוד בן-גוריון.
תפקידיו במשרד הביטחון:
1956: מנהל לשכת שר הביטחון
1950: מזכיר לשכת שר הביטחון
1968: עוזר אישי לשר הביטחון
1977: עוזר שר הביטחון וסמנכ"ל לתפקידים כלליים.
1987: עוזר שר הביטחון ומשנה למנכ"ל.
במהלך שנים אלו עבד בשירותם של 14 שרי ביטחון. אלה למדו להכיר ולהוקיר את יושרו, חוכמתו, נאמנותו והדיסקרטיות שעליה הקפיד. לכולם היה מאוד מסור, אך הערצתו הגדולה ונאמנותו הראשונית היו לדוד בן-גוריון, שר הביטחון הראשון של מדינת ישראל. גם לאחר שבן-גוריון פרש מתפקידיו הממלכתיים וחזר לצריפו בשדה בוקר, המשיך ישראלי לטפל בענייניו ולקיים איתו קשר אישי הדוק ורצוף עד יומו האחרון. בן-גוריון כתב עליו, כי "אילו היו כולם נאמנים כמוהו – היינו שוכנים בגן עדן".