Він народився в Нікомедії (сучасна Туреччина) 275 року. Його ім’я при народженні було Пантолеон, що означає "лев у всьому". Його мати, свята Єввула, була християнкою і виховувала сина у вірі, але померла, коли він був ще дитиною. Пантолеон навчався лікарської справи у відомого лікаря Євфросина і став талановитим лікарем. Пізніше він зустрів пресвітера Єрмолая, який навернув його до християнства. Після хрещення він отримав ім’я Пантелеймон, що означає "всемилостивий".

Пантелеймон став відомим як лікар-безсрібник, тобто він лікував людей безкоштовно. Він безоплатно лікував усіх, хто звертався до нього, відвідував у темницях в’язнів і зціляв стражденних не так медичними засобами, як прикликанням Господа Ісуса Христа. «Всецілюща сила моя і слава Христос є — Істинний Бог», — говорив він. Його дива і зцілення привернули увагу імператора Максиміана, який наказав його схопити. Пантелеймон зазнав численних тортур, але залишався непохитним у своїй вірі. Зрештою, він був страчений 27 липня 305 року.