Фамилия Пантилехин образована от имени собственного и относится к распространенному типу русских фамилий. Основой фамилии Пантилехин послужило мирское имя Пантилеха. Фамилия Пантилехин восходит к каноническому мужскому имени Пантелеймон, которое в переводе с греческого означает «всемилостивый». Основой же для фамилии послужила его просторечная форма Пантилеха. Таким образом, потомок человека, обладающего именем Пантилеха, со временем получил фамилию Пантилехин. О точном месте и времени возникновения фамилии Пантилехин в настоящее время говорить сложно, поскольку процесс формирования фамилий был достаточно длительным. Тем не менее, фамилия Пантилехин представляет собой замечательный памятник славянской письменности и культуры.