Pantelejmon se rodio u Nikomidiji od majke hrišćanke i oca neznabošca. Majka mu se zvala Evula a otac Evstorgije.

Kao mladić je izučio lekarske nauke, a na hrišćanstvu je prišao na poziv sveštenika Ermolaja, koji ga je poučio Hristovoj veri i krstio ga.

Pantelejmon je čudotvorno izlečio jednog slepca, koga su drugi lekari uzalud lečili. Veruje se da ga je izlečio verom i Hristovim imenom, a potom ga krstio.

Lekari su iz zavisti optužili Pantelejmona kao hrišćanina, te je mu je sudio car Maksimijan.

"I stade pred zemaljskim carem telom, a umom stajaše pred Carem nebeskim".

Pantelejmon je pre carem rekao da je hrišćanin i na careve oči izlečio je jednog oduzetog čoveka od bolesti koja ga je dugo mučila.

To čudo je mnoge neznabošce privuklo hrišćanstvu.

Car je naredio da Pantelejmona muče, ali mu se javio Bog u nekoliko mahova i izbavio ga nepovređenog. Tada je ubijen sveti Ermolaj sa Ermipom i Ermokratom.

Pantelejmon je, osuđen na smrt, kleknuo da se moli i tada ga je dželat udario mačem po vratu, ali se "mač prebi kao da je od voska".

Dželat nije mogao da pogubi Pantelejmona dok nije završio molitvu sam nije rekao da ga poseku.

Smatra se da su mošti svetog Pantelejmona su čudotvorne. Delovi njegovih moštiju nalaze se na Svetoj gori i u tri crkve u Beogradu – Ruskoj crkvi na Tamšmajdanu, na Kalemegdanu u crkvi Svete Petke i u hramu Svetog arhangela Gavrila.

On je ubijen pod drvom masline, koja je potom postala "sva okićena plodom".

Svemilostivi Bog je primio Pantelejmonovu pravednu dušu i proslavio ga među velikim svetiteljima.

Pantelejmon je mlad postradao 27. jula 304. godine.

Sveti Pantelejmon se priziva u molitvama u vodoosvećenju i jeleosvećenju (sveštanju masla) zajedno sa svetim Ermolajem i ostalim bezsrebrenicima i čudotvorcima.

Najdivniji hram, posvećen ovom svetitelju nalazi se na Svetoj Gori, a postoji i Crkva svetog Pantelejmona u Kragujevcu, kod naselja Stanovo.

Smatra se zaštitnikom medicine i farmacije.