El proyecto del templo fue desarrollado por el arquitecto Fedor Ivanovich Afuxenidi, tomando como base la iglesia de San Andrés, creada por Bartolomeo Rastrelli en Kiev. La iglesia de Panteleimon es un edificio de ladrillo de forma octogonal con cinco cúpulas y un campanario de tres niveles, así como un sótano que repite la forma octogonal del templo.

La historia del templo comenzó en 1999, cuando los residentes del microdistrito Mamayka se dirigieron al archimandrita Inocencio (Kishkin), el supervisor de las iglesias del distrito de Sochi, con la solicitud de crear un templo en honor al sanador Panteleimon. El obispo de Maikop y Armavir, Filaret, dio su bendición para la apertura del templo. Gracias a los esfuerzos del padre Inocencio, se registró la comunidad religiosa. En mayo de 2000, el sacerdote Nikolai Khlynin fue nombrado primer rector de la parroquia. Los primeros servicios se llevaron a cabo en un local temporal proporcionado por el sanatorio 'Stavropolye', en cuyo territorio se planeaba la construcción del templo. La construcción comenzó en enero de 2001, y el 21 de febrero el arzobispo Isidoro (actualmente metropolitano de Ekaterinodar y Kuban) bendijo el inicio de la construcción.