במשך מאות שנים, חלם הייתה ממוקמת על נתיב סחר חשוב המוביל מהים השחור לכיוון מרכז אירופה והים הבלטי. התיישבו כאן רותנים, פולנים ולכל המאוחר מסוף המאה ה-15 גם יהודים. לרוב היו אלה סוחרים עשירים שמילאו תפקיד משמעותי במסחר הבינלאומי בעורות, צמר וקמח.

עד מהרה הפכה הקהילה היהודית המקומית לאחת הגדולות בפולין. בשנת 1556 קבע המלך זיגמונט אוגוסטוס פריווילגיה לפיה היו היהודים תחת חסותו. שנה לאחר מכן הוציא צו האוסר על היהודים מהמרכזים הגדולים ביותר - קרקוב, פוזנן, לובלין, לבוב וחלם - להתערב בענייני הקהילות היהודיות הקטנות יותר. באמצע המאה ה-16 פעלה בחלם ישיבה; יהודה אהרון המלומד זכה לתהילה. הוא היה הרב הנודע של לובלין, חלם ובלז'ץ. בנו היה אליהו בעל שם, הקבליסט הנודע.

בתחילת המאה ה-17 נעצרה התפתחותה של חלם עקב הידרדרות המלאכה ושריפה בעיר. פלישת הקוזאקים בראשות חמלניצקי ב-1648 גרמה להרס נוסף; כ-400 יהודים נרצחו.

עם זאת, הקהילה היהודית בחלם התאוששה במהירות. בשנת 1765 היא מנתה כ-1,500 נפשות - כמחצית מאוכלוסיית העיר. הרובע היהודי התפתח בצד הצפוני של כיכר העיר. היהודים עסקו בעיקר במלאכה ובמסחר, בעיקר בסוסים. בעיר פעלו גם כמה מפעלים גדולים יותר, ביניהם מפעל שמן, בית בורסקאות ושני מפעלים לייצור מוצרי פליז.

בשנת 1795 עברה העיר לשלטון אוסטריה והפכה לחלק מאזור שנקרא גליציה המערבית. משנת 1809 הייתה העיר חלק מדוכסות ורשה והחל משנת 1815 חלק מפולין הקונגרסאית.

בתחילת המאה ה-19 החלה להתפתח בחלם תנועת החסידות. באותה תקופה שהה בעיר תלמידו של הרב המפורסם דב בער ממזריטש - אברהם טברסקי, המכונה המגיד מטוריסק. עם זאת, בסוף המאה ה-19 הצדיק השל ליינר, משושלת איזביצה-ראדזין החסידית, הקים את חצרו ברחוב לובלסקה.

ב-1913 חיו בחלם 12,713 יהודים, אשר היוו למעלה ממחצית התושבים. יהודים הובילו בתחום המסחר, פעלו מספר בתי דפוס וחנויות ספרים יהודיות, מחסן לחומרי כתיבה, המפעל לחותמות גומי "קולטורה" ("תרבות") ושלושה בתי מרקחת. תחת ניהול הקהילה היהודית היו בית כנסת, בית תפילה, שישה בתי ספר, שני מקוואות ובית עלמין. הקהילה סיבסדה גם פעילות של בית יתומים ובית אבות. בשנים 1910–1914 פעל בעיר גם תיאטרון חובבים יהודי.

בתקופה שבין מלחמת העולם הראשונה והשנייה הקהילה היהודית בחלם כללה גם את הכפרים הסמוכים: אוקשוב, שלץ, ז'ולטאנצה, קאשילן, קומוב, סרברישצ'ה וורמוביצה. בבעלות הקהילה נמצאו שני בתי כנסת, בית תפילה, כמה עשרות חדרים, שני בתי מרחץ, שני מקוואות, בית יתומים, ספריות, בית אבות ובית קברות. יצאו לאור חמישה עיתונים יהודיים. פעלה אכסניה לנזקקים, ארגונים חברתיים רבים, מועדוני ואיגודי ספורט; הייתה גם קרן שתמכה ביהודים מובטלים. למרות ההגירה הכלכלית הגוברת, בעיקר לארצות הברית, ב-1939 חיו בחלם 14,995 יהודים.

ב-1939 שלטונות הכיבוש הגרמניים גירשו כ-2,000 יהודים מחלם לסוקאל. במהלך צעדת המוות נספו כ-300 בני אדם, רובם נקברו בקבר אחים במויסלביצה. בשנת 1940 התרחשו ההוצאות להורג ההמוניות הראשונות,  בין היתר בקרבת חלם וביער בורק הסמוך, שם הוקם קרמטוריום שדה מאולתר. בשנת 1941 שלטונות הכיבוש הגרמניים הקימו בעיר גטו שכלל את רחובות לבובסקה, אושצ'ילוגסקה, ווייסלביצקה, פרטיזנטוב ("הפרטיזנים") ופוצ'טובה. במקום נכלאו גם יהודים מסלובקיה. בשנת 1942, כ-3.3 אלף יהודים נאספו מול כנסיית "השליחים הקדושים" ולאחר מכן הועברו למחנה ההשמדה הגרמני-נאצי סוביבור. השאר הועברו למחנה עבודה ואחרי 1943 גורשו, בין היתר למחנה הריכוז הגרמני-נאצי מיידנק. כ-200 מיהודי חלם שרדו את השואה, רובם היגרו ממנה לאחר המלחמה.