Фамилия Пантелеймонов восходит к каноническому мужскому имени Пантелеймон, которое в переводе с греческого означает «всемилостивый». Таким образом, потомок человека, обладающего именем Пантелеймон, со временем получил фамилию Пантелеймонов.