Родился 2 января 1907 года в селе Таргын ныне Уланского района Восточно-Казахстанской области Казахстана (по другим сведениям в Томске) в семье служащего. Татарин.
Образование начальное. Работал в Кемеровской области.
В рядах Красной Армии в 1928–1929 годах. Затем работал забойщиком на рудниках Красноярского края и Восточно-Казахстанской области.
Мобилизован в июле 1941 года. Окончил Белоцерковское военно-полевое училище.
В действующей армии с мая 1943 года. Вскоре получил звание старшего сержанта и был назначен в полковую разведку.
При обороне Сталинграда получил первое ранение и первые награды – орден Красной Звезды и медаль «За отвагу». Форсировал Десну, Днепр, освобождал Чернигов, Белоруссию.
Самый трудный бой судьба уготовила Хамзе на Курской дуге. 6 июля 1943 года у села Самодуровка Курской области он проявил незаурядные организаторские способности, находчивость, смелость. Когда были убиты командир взвода и командир роты, Мухамадиев взял управление на себя и повел солдат в атаку. Оставив на поле боя более 100 человек убитых и раненых, фашисты отступили.
В боях с 6 по 15 июля 1943 года лично поджег восемь танков противника.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 27 августа 1943 года за образцовое выполнение боевых заданий командования и проявленные при этом геройство и мужество помощнику командира взвода 205-го гвардейского стрелкового полка (70-я гвардейская стрелковая дивизия, 13-я армия, Центральный фронт) гвардии старшему сержанту Мухамадиеву Хамзе Мурсалимовичу присвоено звание Героя Советского Союза. Член ВКП(б)/ КПСС с 1944 года.
В одном ожесточенном бою старший сержант Мухамадиев был тяжело ранен. Несколько дней врачи боролись за его жизнь. Молодой организм победил. Герой оказался в глубоком тылу, в госпитале г. Томска.
В 1945 году старшина Х.М. Мухамадиев демобилизован. Работал забойщиком в городе Прокопьевске Кемеровской области.
С 1965 года проживал в Новосибирске, работал слесарем в Домоуправлении № 2 Железнодорожного района.
Награжден орденами Ленина (1943), Отечественной войны 1-й степени (1985), медалями. Скончался 8 сентября 1997 года. Похоронен на 72-м (татарском) квартале Заельцовского кладбища Новосибирска.
Имя Героя Советского Союза Хамзы Мурсалимовича Мухамадиева увековечено на Аллее Героев у Монумента Славы в Новосибирске [60, 179, 240, 323, 481, 516, 592, 787, 912, 943, 982, 1084].