Pantaleon was het kind van een christelijke moeder en een heidense vader. Zijn vader bekeerde zich nadat Pantaleon een blinde genas door Jezus aan te roepen. Op basis van zijn genezende gave werd hij in dienst genomen als lijfarts door keizer Maximianus.
Toen Pantaleon de vrouw van de keizer tot het christendom trachtte te bekeren, werd hij gevangengenomen en aangeklaagd. Ondanks martelingen bleef hij standvastig. Bij een poging hem te onthoofden werd zijn schedel gespleten maar vloeide er geen bloed maar melk uit de wond.
Hij is patroon van de Duitse stad Keulen en de Portugese stad Oporto. Hij is beschermheilige van artsen, chirurgen en apothekers, van kraamverzorgsters, vroedvrouwen, bakers en minnen (waarschijnlijk vanwege de melk die vloeide bij zijn onthoofding), en ook van huisdieren. Zijn voorspraak wordt ingeroepen tegen hoofdpijnen, tuberculose, vermagering en vereenzaming, tegen sprinkhanenplagen en allerlei veeziekten.
In het oosten, waar hij behoort tot de grote heiligen, wordt hij afgebeeld als jonge man zonder baard; vaak met het kruis van zijn martelaarschap in de hand. In het westen ziet men hem meestal in de houding van zijn martelaarschap: vastgebonden aan een olijf- of palmboom met beide handen boven op zijn hoofd vastgespijkerd, of met zijn definitieve martelwerktuig: de bijl.
Pantaleon is een van de veertien heilige helpers in nood. De anderen zijn Achatius, Barbara, Blasius, Catharina, Christoffel, Cyriacus, Dionysius, Egidius, Erasmus, Eustachius, Joris, Margaretha en Vitus.