הקיבוץ נוסד בחודש יולי 1937, במתכונת יישובי חומה ומגדל. גרעין המתיישבים הראשון הורכב מחברי פלוגת החוגים ברעננה (של תנועת המחנות העולים) שהשתייכו לתנועת הקיבוץ המאוחד, ואליהם הצטרפו עוד שלושה גרעיני התיישבות - "עקיבא" ו"מסד" של "חבר הקבוצות" ו"במסילה" של השומר הצעיר.
בחודש נובמבר 1938 עזבו שלושת הגרעינים ויצאו להקים קיבוצים אחרים בנקודות סמוכות בעמק בית שאן. במעוז נותרו חברי המחנות העולים, ובתוך זמן קצר התאחדו עימם כל חברי הגרעין שלהם מרעננה - ילידי הארץ ועולים מפולין ומגרמניה. חברי הקיבוץ החליטו לשנות את שמו ל"מעוז חיים" על שם חיים שטורמן, מאנשי ה"ההגנה" שנהרג ביחד עם שני חבריו כשהרכב בו נסעו עלה על מוקש.
בשנים הראשונות התקיים הקיבוץ מעבודות חקלאות באזור, עבודה שכירה במפעלי ים המלח, ומעבודות בניין וסלילת כבישים בצפון הארץ. בתוך שנים ספורות חדלו העבודות החיצוניות והקיבוץ עבר להתקיים במתכונת עצמאית – משטחי הקרקע שהניבו תוצרת חקלאית, מעדרי צאן ובקר, ומבריכות דגים שהוקמו סמוך לנהר הירדן.
מעוז חיים השתייך לתנועת הקיבוץ המאוחד, ורבים מחבריו שירתו בפלמ"ח והשתתפו בקרבות מלחמת השחרור. במהלך המלחמה נהרגו 4 מילדי הקיבוץ בעלות הרכב בו נסעו על מוקש.
לאחר קום המדינה המשיך הקיבוץ להתפתח ומנה גרעין קבוע של כ-200 משפחות. במערכת החינוכית של הקיבוץ השתלבו ילדי חוץ וביניהם פליטי שואה וילדים מהמפעל להכשרת ילדי ישראל של רחה פריאר. בתקופת מלחמת ההתשה היה הקיבוץ נתון למתקפות רבות של הצבא הירדני וכל החברים, כולל גברים נשים וילדים, נאלצו להעביר ימים ולילות במקלטים שנבנו מתחת לקרקע.
מאמצע שנות התשעים מתנהל בקיבוץ מהלך הדרגתי של הפרטת השירותים לחבר. מתקיימים מדי פעם דיונים לגבי הפרטת שכר החברים. כיום מחולק תקציב שוויוני בין החברים לפי קריטריונים דמוגרפיים.
מעוז חיים נודע במערכת החינוך העצמאית שהתקיימה בו במשך כשני עשורים.
דודו אפל, ממקימי הקיבוץ, הוביל עם קבוצת חברים את המודל החינוכי של ד"ר מרדכי סגל, הקרוי "שיטת התהליכים". בקיבוץ הוקמו שמונה מבנים מדגם "הבית הכולל" ובמשך השנים הושקעו משאבים רבים בטיפוח המערכת החינוכית. ההשקעה הייתה כה רבה עד שבקרב חוגי ההתיישבות אמרו על מעוז חיים כי הוא "משק-עזר לבית הספר שלו".
בתחילת שנות ה-60 לא יכול היה הקיבוץ לשאת בעלויות הגבוהות שנדרשו למערכת חינוך עצמאית, ולאחר שהתנועה הקיבוצית כולה ויתרה על רעיון החינוך המשותף – עברו ילדי מעוז חיים ללמוד בבית הספר האזורי בנווה איתן הסמוך.
בקיבוץ פועל מפעל "פולירז"[3] המייצר לוחות פוליסטירן, ABS (פלסטיק) ומוצרים פולימריים אחרים, כולל מוצרי אריזה שונים.
מפעל נוסף בקיבוץ הוא "אריזים"[4] המייצר אריזות פלסטיק שקופות עם הדפסה צבעונית.
ענף נוסף הוא "טל טל עיצובים"[5] המייצר תכשיטים ואביזרים מעוצבים.
בקיבוץ פועל פאב בשם "שטורמן 37" (על שם שמו המלא של הקיבוץ: מעוז חיים שטורמן ושנת הקמתו), בריכת שחייה, מכון כושר וענפי שירות ורווחה נוספים עבור חברי הקיבוץ כמו חדר אוכל ומכבסה.