Храм был возведён в 2005 году на территории Городской больницы №2 в микрорайоне Цемгигант. Инициатива строительства принадлежала местным жителям и медицинскому персоналу больницы, стремившимся создать место духовной поддержки для пациентов и сотрудников медицинского учреждения. Выбор святого покровителя — великомученика и целителя Пантелеимона — был обусловлен его почитанием как небесного покровителя врачей и всех страждущих, что подчёркивает связь храма с медицинским учреждением.
Архитектурно храм представляет собой небольшое одноэтажное здание, выполненное в традиционном русском стиле с элементами современной архитектуры. Основной объём храма увенчан небольшим куполом с крестом. Фасады здания украшены скромным декором, соответствующим канонам православного храмового зодчества. Внутреннее убранство храма отличается простотой и функциональностью, что соответствует его предназначению как домовой церкви при больнице.
С момента основания храм функционировал как домовая церковь при Городской больнице №2, обеспечивая духовное окормление пациентов и медицинского персонала. В марте 2015 года, по благословению митрополита Крутицкого и Коломенского Ювеналия, храм получил статус самостоятельного прихода, что позволило расширить его деятельность и привлечь большее количество прихожан.
В настоящее время Пантелеимоновский храм является действующим приходом Русской Православной Церкви. На его базе проводятся регулярные богослужения, таинства и обряды. Храм также осуществляет социальное служение, оказывая духовную поддержку пациентам и сотрудникам медицинских учреждений города. Престольный праздник храма отмечается 9 августа в день памяти святого великомученика и целителя Пантелеимона.
