חכם חיים סתהון נולד לאימו חיה ולאביו חכם מנשה מטלוב ביום י"ח שבט תרל"א (1871) בעיר צפת.
אביו שהיה מחכמי ארם צובא, שימש ראש בתי הדין ורב העיר צפת. בשנת תרל"ב (1872), בהיותו בן שנה, חזרה משפחתו לארם צובא. בשנת תרל"ו (1876) אביו נפטר, ואמו חזרה לעיר צפת, ונישאה בשנית ליצחק יעקב סאליער מעדת האשכנזים. הוא נשלח ללמוד בתלמוד תורה של האשכנזים, ואחר התחנך גם מפי חכמים ספרדים.
בשנת תרס"ב (1902), החל לשמש כרבה של העיר צפת אך חשקו הגדול בלימוד התורה, לא נתן לו להמשיך בעול הרבנות, והוא עזב אותה לטובת שקידה בתורה, ועמל על כתיבת ספרו 'ארץ החיים', בו קיבץ ואסף את מנהגי ארץ ישראל. ביום ח"י שבט תרס"ו (1906), יום מלאת לו 35 שנים, סיים לכתוב את ספרו, אותו הדפיס רק לאחר כשלוש שנים לאחר מכן, בהן אסף כספים ונדבות לשם מטרה נעלה זו.
העוני הרב שהיה בתקופה זו בארץ ישראל היו מנת חלקו. בזמן מלחמת העולם הראשונה הסתפק בארוחה אחת ביום, שכללה לחם שעורים וקערת דייסה. במעט הכסף שהשיג העדיף לרכוש נפט כדי להאיר את חשכת הלילה, שיוכל להמשיך ולשקוד על תלמודו. הוא ניחן בזיכרון רב, והיה אוכל מצמח הבלאדור, המסוגל לזיכרון.
חכם חיים סתהון חלה במחלת הטיפוס, ממנה נפטר ביום ו' אייר תרע"ח (1918).