Sveti Pantelejmon je rođen u uglednoj i bogatoj porodici koja je živjela u Nikomidiji, gradu u Maloj Aziji.
Njegov otac Evstrogije bio je neznabožac, a majka Evula, hrišćanka. Rano je ostao bez majke, pa brigu o njegovom vaspitanju preuzima otac. Pantelejmon je bio neobično lijep, dobar, sjajan učenik, sa posebnim darom za medicinske nauke, a iznad svega milostiva i dobra srca.
Ime Pantelejmon, koje znači: svemilostivi, zaista mu je u potpunosti odgovaralo. Medicinu je učio kod najčuvenijeg ljekara tog doba, Efrosina, koji je bio i dvorski ljekar.
Prilikom posjeta dvoru, Efrosin je sa sobom stalno vodio i najdarovitijeg i najboljeg učenika, Pantelejmona. Pantelejmon je svakoga dana prolazio pored kuće Ermolaja, starog hrišćanskog sveštenika. U srcu mladog ljekara živjelo je sjećanje na vjeru njegove majke, pa se zbližio sa sveštenikom, Ermolajem koji ga je utvrdio u vjeri, a zatim i krstio.
Pored ljekarske veštine, koju je stekao učenjem, Pantelejmonu je bio dat i dar isceljenja molitvom. Izliječio je slijepog čovjeka. Svi ljekari su govorili da za njegove oči nema spasa. Pantelejmon je slijepca izliječio imenom Hristovim. Jednom mu je očajna majka donijela dijete koje je ujela zmija otrovnica. Prizvao je Boga u pomoć i izliječio dijete, spasivši ga od sigurne smrti.
Kad mu je umro otac, Pantelejmon je rasprodao imanje i sirotima i ubogima podijelio milostinju. Živio je skromno, a sve koji su mu se obraćali za pomoć, liječio je potpuno besplatno.