Улица названа в честь Святого Пантелеймона целителя

В 1908 году было принято решение переименовать Новорыбную улицу в Пантелеймоновскую в честь монастыря на Афоне и его подворья в Одессе.

На улице находится церковь Афонского Пантелеймоновского подворья в честь Святого Пантелеймона целителя, построенная в 1895 году напротив железнодорожного вокзала.

Пантелеймоновская улица находится в Приморском районе и тянется от улицы Белинского до улицы Мечникова, пересекая такие известные улицы как Канатная, лейтенанта Шмидта, Пушкинская, Ришельевская, Екатерининская, Преображенская, Старопортофранковская, минуя Привокзальную площадь со сквером Пушкина в центре.