Pantelejmon pochodził ze znakomitej rodziny osiadłej w Nikomedii. Matka jego Eubula, zacna białogłowa i gorliwa chrześcijanka, uczyła jedynaka czcić i miłować Stwórcę, jako też wszczepiła w młode jego serce bojaźń Bożą. Po jej rychłej śmierci zajął się dalszym wychowaniem Pantelejmona jego ojciec, trwający jeszcze w pogaństwie, nie szczędząc zachodów ani kosztów, aby go wykształcić w naukach. Wkrótce wyrósł Pantaleon na przystojnego młodzieńca, celującego pomiędzy wszystkimi rówieśnikami bystrością rozumu, dowcipem i czystością obyczajów. Zaszczepione w nim przez matkę ziarno wiary przyjęło się w jego sercu i skutkiem łaski Bożej bujny plon wydało. W myśl życzeń ojca poświęcił się młodzian nauce lekarskiej, przy czym wkrótce prześcignął kolegów i został ulubieńcem swego nauczyciela, który zwrócił nań uwagę cesarza Maksymiana. Droga, którą Pantelejmon chodził do szkoły, wiodła obok ubożuchnego domku, w którym pewien kapłan chrześcijański, Hermolaus, z kilku towarzyszami ukrywał się przed prześladowaniem. Ten, upodobawszy sobie szlachetną postać, stateczność i uprzejmość młodzieńca, uczuł doń przywiązanie i ośmielił się pewnego dnia zaprosić go do swego domu. Pantelejmon przychylił się do życzenia starca, a w pogawędce powiedział mu, że jest sierotą bez matki, która była chrześcijanką. "A ty czym jesteś?" - zapytał żywo duchowny. "Ja - odrzekł Pantalejmon - wielbię pamięć matki, chowam głęboko w sercu jej przestrogi i nauki, ale muszę wyznawać wiarę ojca i kraju, do którego należę, gdyż mam zostać przybocznym lekarzem cesarza i piastować na jego dworze wysokie dostojeństwa". Na to Hermolaus wspomniał o lekarzu, przewyższającym wszystkich mądrością i potęgą, który samym tylko słowem przywraca wzrok niewidomym, słuch głuchym, a chromym chód; który wiedzie duszę do Nieba, pociesza nieszczęśliwych w smutku i utrapieniu i silniejszy jest od wszystkich bogów, jakich utworzył przesąd i omamienie. Słowa te trafiły do przekonania młodzieńca, ocuciły w nim słodkie wspomnienia matki i jej nauk, i sprawiły, że odtąd począł zajmować się więcej niebieskim lekarzem dusz, chociaż jeszcze miał pewne wątpliwości i wzdrygał się uwierzyć w Chrystusa, póki na sobie sam nie doświadczył Jego siły. Mianowicie gdy pewnego dnia pogrążony w myślach przechadzał się po ścieżce polnej, ujrzał dziecię nieżywe, które umarło od ukąszenia żmii obok pełznącej. Zdjęty przestrachem cofnął się, ale wkrótce przystanął i pomyślał sobie: "Jeśli prawdą jest, co mówił do mnie Hermolaus, to się to wkrótce pokaże" - i zwróciwszy wzrok do Nieba, taką odmówił modlitwę: Boże chrześcijan, jeśli rzeczywiście jesteś Panem życia i śmierci, zabij żmiję, a przywróć życie dziecięciu!" I stał się cud, że Bóg wysłuchał prośby jego. Z radością pobiegł do sędziwego kapłana i oświadczył gotowość przyjęcia chrześcijaństwa. Przepędziwszy następnie tydzień na poście i modlitwie, przyjął z jego ręki chrzest święty.