В 2003 году, по инициативе полковника медицинской службы В.В. Шичанина, начальника 5-го Центрального военного клинического госпиталя Военно-воздушных сил России, было принято решение о строительстве храма в честь святого великомученика и целителя Пантелеимона. Местом для возведения храма выбрали территорию, прилегающую к госпиталю, что подчеркнуло связь храма с медицинским сообществом и роль святого Пантелеимона как покровителя врачей и больных.
Архитектурный проект храма был разработан красногорским архитектором А.А. Малиновым. Строительство осуществлялось исключительно на средства благотворителей.
Закладка Пантелеимоновского храма состоялась 30 мая 2003 года. Строительство продолжалось до 2008 года, и в этот период храм постепенно приобретал свой нынешний облик.
Первый престольный праздник в Пантелеимоновском храме был отмечен 9 августа 2008 года, что ознаменовало начало его полноценной деятельности как духовного центра.
В 2013 году Пантелеимоновский храм был выделен в отдельный приход, что позволило ему расширить свою деятельность и укрепить позиции в духовной жизни Красногорска.
Храм активно участвует в социальной и образовательной деятельности. При нем организованы воскресные школы для детей и взрослых, проводятся лекции, беседы и культурные мероприятия, направленные на укрепление духовных ценностей и традиций.
Благотворительная деятельность храма включает организацию акций по сбору помощи для нуждающихся, поддержку социальных проектов, направленных на помощь малообеспеченным семьям, детям-сиротам и пожилым людям.
Пантелеимоновский храм поддерживает тесные связи с медицинскими учреждениями, особенно с Центральным военным клиническим госпиталем имени А.А. Вишневского, расположенным поблизости.