Era filho de mãe cristã, mas se deixou levar pela vida do mundo pagão e rechaçou a fé. Pantaleão chegou a ser um prestigioso médico.
Um bom cristão chamado Hermolau o incentivou a conhecer “a cura proveniente do mais alto” e o levou à Igreja. Desse modo, aos poucos se entregou ao serviço de Cristo atendendo seus pacientes em Nome do Senhor.
Naquela época começou a perseguição de Diocleciano na Nicomédia. Pantaleão deu tudo o que tinha aos necessitados e alguns médicos invejosos o delataram às autoridades. Foi preso junto com Hermolau e outros cristãos.
O imperador queria salvá-lo em segredo e lhe disse para renunciar a sua religião, mas Pantaleão se negou e, com a ajuda de Deus, curou milagrosamente um paralítico para demonstrar a verdade da fé.
Assim, o santo foi condenado a ser decapitado com seus companheiros. Partiu para a Casa do Pai em 27 de julho no início do século IV, aos 29 anos.
Diz-se que tentaram matá-lo de seis formas diferentes: com fogo, com chumbo derretido, afogando-o, jogando-o às feras, torturando-o em uma roda e atravessando-lhe uma espada. Mas, com a ajuda do Senhor, ficou ileso. Quando foi decapitado, a árvore onde aconteceu o martírio floresceu no mesmo instante.
Algumas relíquias de seu sangue são conservadas em Constantinopla (Turquia), Ravello (Itália) e no Real Mosteiro da Encarnação em Madri (Espanha), que é custodiado pelas religiosas Agostinianas Recoletas.
Nesta cidade espanhola, seu sangue permanece em estado sólido quase todo o ano e ocorre o milagre da liquefação (torna-se líquido) perto da festa do santo, data na qual as religiosas abrem as portas ao público para que apreciem o fato.
