Храм святого великомученика и целителя Пантелеимона на улице Пестеля имеет предысторию, связанную с ратными победами России. В 1718 году для рабочих Партикулярной верфи, устроенной в истоке Фонтанки напротив Летнего сада императором Петром I была построена часовня святого Пантелеимона (в день его памяти, 27 июля по старому стилю, русский флот в 1714 году одержал победу над шведами при Гангуте и в 1720 году - у острова Гренгама). 2 сентября 1722 года состоялось освящение мазанковой церкви (архитектор Николай Гербель) того же посвящения, заменившей часовню.
Каменный храм, спроектированный Иваном Коробовым, был возведен в 1735-1739 годах и освящен 9 августа 1739 года епископом Вологодским Амвросием. 7 февраля 1739 рядом с ним освящен теплый придел св. вмц. Екатерины.
В 1833-1834 годах напротив него жил Александр Пушкин, часто бывавший здесь на службах.
В 1896 с севера пристроен придел св. мч. и исп. Михаила, кн. Черниговского, и боярина его Феодора, чудотворцев; освящен 3 октября того же года митрополитом Палладием.
Закрыт в 1936 году. В 1991-м передан епархии, в 1994-м возобновлены богослужения.