Каменная церковь в стиле барокко с тёплым Екатерининским приделом (1764) и приделом Михаила и Фёодора Черниговских (1896). Построена по проекту архитектора И. К. Коробова вместо прежней церкви, устроенной на месте Пантелеймоновской часовни, поставленной при Петре I для рабочих Партикулярной верфи. Перестраивалась и расширялась в 19 в. Главные святыни храма - две иконы Святого великомученика и целителя Пантелеймона с частицами его мощей. В день святого Пантелеимона петровский флот одержал над шведами победу при Гангуте, а позже — при Гренгаме, поэтому Пантелеимоновская церковь стала символом могущества и славы Российского флота. В народе церковь стали называть еще и Гангутской. В начале XX века на фасаде церкви установлены мемориальные доски с перечнем воинских частей, участвовавших в сражении при Гангуте. С этими надписями перекликается текст на боковой стене дома на противоположной стороне Пантелеймоновской улицы, повествующий о героической обороне полуострова Ханко (прежнее название — Гангут) в годы Великой Отечественной войны.