Он посещал в темницах узников, особенно христиан, которыми были переполнены все тюрьмы, и лечил их от ран. В скором времени молва о милостивом враче распространилась по всему городу. Оставив других врачей, жители стали обращаться только к святому Пантелеймону, который даром лечил всех обращавшихся к нему, исцеляя их именем Иисуса Христа. Из зависти оставленные врачи донесли императору, что святой Пантелеймон лечит христианских узников. Максимиан уговаривал святого опровергнуть донос и принести жертву идолам, но Пантелеймон исповедал себя христианином и на глазах императора молитвой ко Господу исцелил расслабленного. Язычник Максимиан казнил исцеленного, а святого Пантелеймона предал жесточайшим мукам. Но прежде ему явился Господь и укрепил перед страданиями. Великомученика Пантелеймона повесили на дереве и рвали железными когтями, обжигали свечами, потом растягивали на колесе, бросали в кипящее олово, ввергали в море с камнем на шее. Во всех истязаниях великомученик оставался невредимым и с дерзновением обличал императора.
Когда святого бросили на растерзание зверям в цирке, дикие животные стали лизать его ноги. Зрители поднялись с мест и стали кричать: «Велик Бог христианский!» Разъяренный Максимиан приказал воинам рубить мечами всех, кто славил имя Христово, а великомученику Пантелеймону отрубить голову.
Святого привели на место казни и привязали к масличному дереву. Когда великомученик молился, один из воинов ударил его мечом, но меч стал мягким, как воск, и не нанес никакой раны. Когда великомученик окончил молитву, послышался голос, призывавший его в Небесное Царство. Тогда воины упали перед святым мучеником на колени, просили прощения и отказались продолжать казнь. Но великомученик Пантелеймон повелел выполнить приказ императора. Воины со слезами простились со святым.
Когда мученику отсекли голову, из раны истекло молоко. Маслина, к которой был привязан святой, в момент его смерти покрылась плодами. Многие присутствующие при казни уверовали во Христа. Это случилось в 305 году. Тело святого, брошенное в костер, не повредилось огнем и было погребено христианами. Святые мотни великомученика Пантелеймона частичками разошлись по всему христианскому миру: честная глава его находится ныне в Русском Афонском монастыре во имя великомученика Пантелеймона.
Память святого Пантелеймона особенно торжественно совершается в Русском Свято-Пантелеимоновом монастыре на Афоне. Собор во имя его построен в 1826 году по типу древних афонских храмов. В алтаре, в драгоценном ковчеге, хранится главная святыня обители – глава святого великомученика Пантелеймона.
Около сотни лет назад русский монах привез на Святую Гору Афон косточку от никомедийской маслины великомученика Пантелеймона и посадил у алтаря в русском Свято-Пантелеимоновом монастыре. Косточка проросла, и со временем на выросшей маслине повесили жестяной ящик с неугасимой лампадой. В 1968 году в русском монастыре на Афоне вспыхнул сильный пожар, сгорела половина корпусов. Вместе с другими горел и больничный корпус, неподалеку от которого была высажена никомидийская
