З моменту повернення в 1991 році єпархії, церква святого Великомученика і цілителя Пантелеймона в Санкт-Петербурзі, іменована іноді просто Пантелеимоновской, відкрита для православних прихожан. Зі святкування дня Хрещення в 1994 році тут регулярно проводяться богослужіння. Реставраційні роботи ведуться, починаючи з 2002 року. Уже відновлено в первісному вигляді фасад і куполи, триває робота над розписом храму.

Пантелеимоновская церква, що відноситься до Санкт-Петербурзької єпархії, є пам'ятником архітектури. Вона побудована в стилі бароко і розташована поблизу вулиці Пестеля і Соляного провулка (Пестеля, будинок 2-а). Так само, як і Нікольський морський собор, церква святого Великомученика і цілителя Пантелеймона присвячена мужності і слави російських воїнів. Сама назва церкви дало ім'я Пантелеимоновскому мосту через річку Фонтанку. Пантелеимоновской іменувалася раніше вулиця, нині називається вулицею Пестеля.

Історія цього пам'ятника архітектури починається в 1718 році, коли за указом царя Петра I навпроти Літнього саду була зведена каплиця, освячена в ім'я святого Пантелеймона. Туди приходили робітники Партикулярної верфі, що знаходилася неподалік, на річці Фонтанці. У день пам'яті Великомученика, 27 липня (старий стиль), в 1714 р. російський флот при Гангуте здобув перемогу над шведами, а в 1720 р. у острова Гренгам. Через 2 роки після останньої події, 2 вересня, відбулося освячення мазанковой церкви, яка замінила каплицю.

Кам'яна будівля церкви була побудована в стилі аннінського бароко за проектом архітектора В. К. Коробова. Будівництво йшло з 1735 по 1739 роки. Фасад храму прикрашений тосканськими пілястрами. У церкві є дзвіниця, одна із споруд вкрите дерев'яним шатровим куполом. Художник Р. Іпатов працював над внутрішнім оздобленням, розпис плафона і ікони ликів святих належать пензлю художника А. Квашніна.

Знову зведена будівля храму освячують у день храмового свята в 1739 р. 27 липня (7 серпня). Обряд проводив єпископ Вологодський Амвросій. Оскільки опалення у церкві не було, в 1764 році був зведений боковий вівтар св. Катерини, який опалювався. Пізніше, у 1782 році він був влаштований в трапезній. З Адміралтейської колегії церква була передана православній єпархії в 1765 році. В подальшому будівля перебудовувалася.

У 1834-1835 рр. за проектом в. І. Беретті церква була реконструйована в стилі пізнього ампіру. Фасад був доповнений мармуровими барельєфами роботи скульптора А. В. Логановского в 1840 році.

Не раз храм розширювався і доповнювався новими деталями. У 1852 р. він був добудований у бік Фонтанки (проект В. Р. Мальгіна). 1875 – з боку колишньої Пантелеимоновской вулиці (нині Пестеля) за проектом архітектора В. Ф. Геккера було добудовано притвор, в якому розташувалася каплиця.

У 1895-1896 роках архітектор Е. Е. Анікін (за іншими джерела В. М. Гольмдорф) доповнив ансамбль з боку річки Неви приділом князя Чернігівського і його сина Федора. Саме в такому вигляді церква святого Великомученика і цілителя Пантелеймона збереглася досі.

Протягом довгого часу в церкві зберігалася особливо шанована ікона святого Пантелеймона, роботи початку 18 століття. Починаючи з 60-х років 19 століття тут працювало благодійне товариство, шефствовавшее над дитячим притулком і жіночої богодільнею. У 1906 році саме тут було організовано перший в Санкт-Петербурзі церковний парафіяльна рада. Починаючи з 1913 року в приміщенні церкви знаходилося братство святителя Йосафата Бєлгородського.

Перша реставрація церкви була проведена в 1912 р. Двома роками пізніше на фасаді будівлі храму були встановлені пам'ятні мармурові дошки, із зазначенням переліку полків, які воювали в боях при Гренгаме і Гангуте. Пізніше тут була представлена виставка, що розповідає про бої парусного і галерного флоту на Балтиці, мужність і героїзм російських воїнів, проявлені в боях у Північній війні і при обороні Ханко (Ганн-гут) на початку Великої Вітчизняної війни.

Починаючи з 1922 року і до моменту закриття 9 травня 1936 року, церква була під юрисдикцією «оновленців» і особисто лідера цього руху Олександра Введенського. Пізніше будівля Пантелеимоновской церкви було передано у відання Музею історії та починаючи з 1980 року тут розташовувалася експозиція «Гангутский меморіал».