L'église du grand martyr Panteleimon, appartenant à l'Éparchie thaïlandaise de l'Église orthodoxe russe, est située à Sihanoukville et est la première église paroissiale orthodoxe au Cambodge. Sa superficie est de 144 m² et sa hauteur dépasse 21 m.

En 2011, des demandes ont commencé à arriver à la Patriarcat de Moscou de la part des habitants orthodoxes russophones de Sihanoukville pour organiser une paroisse et envisager la construction d'une église. Du 6 au 10 septembre de cette année-là, l'archimandrite Oleg (Tcherépanine), représentant de l'Église orthodoxe russe en Thaïlande, a visité Sihanoukville. Le 9 septembre, il a rencontré un groupe d'initiative local. Selon l'archimandrite Oleg, le groupe agissait par des motivations sincères, bien que tous ses membres n'étaient pas croyants. Il a finalement été décidé que la création d'une paroisse ou la construction d'une église était prématurée, mais qu'il était nécessaire d'organiser des visites régulières d'un prêtre pour des discussions catéchétiques. Il a également été proposé d'ouvrir un département d'information sur le site de l'Église orthodoxe en Thaïlande pour couvrir la vie orthodoxe au Cambodge et au Laos.

Le 17 avril 2012, à Pâques, le missionnaire Ilia Moliev et le président de la communauté ecclésiale de Phnom Penh, S. A. Stepanov, ont célébré un service religieux festif et une discussion catéchétique pour environ 50 personnes. Les croyants ont confirmé leur désir d'avoir une église à Sihanoukville.

Le 14 septembre 2012, les croyants orthodoxes de Sihanoukville ont décidé de créer une paroisse au nom du grand martyr Panteleimon, dont M. Yu. Ryumshin est devenu le président. Le 15 septembre, la première Divine Liturgie a eu lieu, après laquelle deux compatriotes ont été baptisés.

Le 4 octobre 2012, la paroisse a été acceptée sous la juridiction de l'Église orthodoxe russe, et l'archimandrite Oleg (Tcherépanine) a été nommé son pasteur.

Le 29 novembre 2013, le patriarche Kirill a béni la construction de l'église, et le 11 février 2014, l'archevêque Mark (Golovkov) a posé sa première pierre. Le 4 juillet de la même année, l'enregistrement de la paroisse en tant que partie de l'Église chrétienne orthodoxe au Cambodge a été achevé.

En 2013 et 2014, les services étaient célébrés par un prêtre de l'église de la Sainte-Trinité à Phuket. En août 2014, le hiéromoine Paisiy (Ipate) a été nommé en Cambodge, ce qui a permis de célébrer des services plus fréquemment.

La construction a commencé en septembre 2014. Le 7 juin 2015, les croix de coupole ont été consacrées, et elles ont été installées le 28 juillet. Le 25 octobre, la grande consécration de l'église a eu lieu, présidée par l'archevêque Mark (Golovkov). À cette occasion, les premiers livres de prières en khmer ont été publiés.

En 2015, l'archevêque Mark a béni l'installation des cloches, qui ont été fondues à l'usine « Litex » à Moscou et installées le 15 avril 2017.

En septembre 2019, le prêtre Roman Postnikov, responsable de l'église, a noté que la paroisse était peu nombreuse et se composait principalement de russophones. Cependant, l'église est également visitée par des Européens, des Chinois, ainsi qu'une famille khmère orthodoxe.