Храм святого великомученика и целителя Пантелеимона был построен в Санкт-Петербурге в 1735-1739 годах. Барочную церковь спроектировал архитектор Иван Коробов. Плафон и купола расписал живописец А.И. Квашнин, интерьеры создал художник Гавриил Ипатов.
В 1764 году к холодному Пантелеймоновскому храму пристроили тёплый Свято-Екатерининский придел. Напротив церкви в 1833-1834 годах жил поэт Александр Пушкин, который часто посещал её богослужения. В те же годы здание перестроили в стиле позднего ампира. В 1850-1890-х годах церковь расширяли со стороны Фонтанки, Невы и современной улицы Пестеля. В разные годы при храме работали благотворительное общество с детским приютом и богадельней, а также братство святителя Иоасафа Белгородского.
В 1922-1936 годах приход Пантелеймоновской церкви принадлежал «обновленцам». В 1944-1946 годах возле храма построили мемориал защитников полуострова Ханко во время Великой Отечественной войны. В 1980-1991 годах в здании работала выставка «Гангутский мемориал». После церковь вернули верующим, купола и фасады были отреставрированы в 2002-2003 годах. По Пантелеймоновской церкви назван близлежащий мост.
