بدا عليه سمت التدين وهو ابن 15 سنة، ونقله لقاؤه بالشيخ أحمد ياسين في مارس/آذار 1980 ومجالسته المطولة من مجرد التدين الفردي إلى الانخراط في عمل جماعي منظم، إذ عمل في أيام الجامعة مع طلبة الكتلة الإسلامية.
اعتقل مرتين، الأولى سنة 1980 لمدة شهر ونصف، والأخرى سنة 1982 لمدة أسبوع تعرض فيها لتعذيب شديد كاد أن يموت فيه.
انضم في مطلع 1983 للحركة الإسلامية (المحسوبة على جماعة
الإخوان المسلمين) ضمن مجموعة من الشباب، من بينهم
إسماعيل هنيةو
يحيى السنوار وغيرهما.
انخرط في العمل الشعبي والنقابي والدعوي، وكان إماما وخطيبا وداعية في المساجد، كما انخرط في العمل التنظيمي وساهم في التنظيم الأمني ل
قطاع غزة لصيانة المجتمع من الاختراقات
الصهيونية في الفترة بين 1984 و1986.
كما شارك في فعاليات
الانتفاضة الفلسطينية الأولى سنة 1987، وكان ضمن المجموعة التي أسست لاحقا حركة حماس التي بنت مشروعها على تحرير الأرض وعودة الإنسان والإيمان بالعمل الوطني المشترك.
وأثناء
الانتفاضة الأولى اعتقل للمرة الثالثة سنة 1991 ثلاث سنوات بعد نشاطه في الجامعة وتحمّله مسؤوليات تنظيمية بغزة، منها نيابة رئيس مجلس طلاب الجامعة الإسلامية عام 1986 ونائب رئيس الحركة الإسلامية في قطاع غزة.
نشط في العمل النقابي بعد التحاقه للعمل بالجامعة الإسلامية في غزة، وتولى مسؤولية نائب رئيس نقابة العاملين في الجامعة المذكورة عام 1998، ثم رئيسا للنقابة ذاتها سنة 2001.
انتخب عضوا في المكتب السياسي لحركة حماس، وخاض غمار الانتخابات التشريعية الفلسطينية سنة 2006 ضمن قائمة "التغيير والإصلاح" عن غزة، ونجح في نيل عضوية المجلس التشريعي، وزكته الحركة رئيسا لكتلتها بالمجلس.
نجا سنة 2007 من محاولة اغتيال بعد غارة لطيران الاحتلال الإسرائيلي استهدفت ديوان عائلته واستشهد فيها 7 أفراد، اثنان من إخوته و4 من أبناء إخوته وواحد من أبناء عمومته.
واستشهد ابنه حمزة (عضو في
كتائب القسام، الجناح العسكري لحركة حماس) في 28 فبراير/شباط 2008 بصاروخ أطلقته طائرة استطلاع إسرائيلية.
واصل الاحتلال ملاحقته وحاول اغتياله من جديد يوم 20 يوليو/تموز 2014، لكنه نجا مرة أخرى حين استهدف منزل ابنه البكر أسامة ب
حي الشجاعية شرقي غزة، وأسفر الاستهداف عن استشهاد أسامة وزوجته و3 من أبنائه، فيما نجت زوجة الحية واثنان من أبناء أسامة لأنهم كانوا خارج البيت.
ونشرت صحيفة "يديعوت أحرونوت" أن طيران الاحتلال شن غارة جوية يوم 9 أكتوبر/تشرين الأول 2023 على منزل خليل الحية
بحي التفاح.
حضر بقوة ضمن وفد حركة حماس في المفاوضات
بالقاهرة بعد الحرب على غزة عامي 2012 و2014، إذ كان يومها رئيس المكتب الإعلامي للحركة، وتعززت مكانته داخل الحركة وبات رئيس مكتبها للعلاقات العربية والإسلامية.
قاد وفد
حماس مع وفود الفصائل الفلسطينية في أكتوبر/تشرين الأول 2022 إلى
دمشقللقاء بالرئيس السوري آنذاك
بشار الأسد، وهو اللقاء الذي قال عنه الحية في مؤتمر صحفي حينها "لقاء تاريخي وانطلاقة جديدة متجددة للعمل الفلسطيني السوري المشترك".