Ο άγιος Παντελεήμονας βρίσκεται στη συμβολή των οδών Εγνατίας και Ιασωνίδου, κοντά στην Ροτόντα. Το κτίσμα, όπως σώζεται σήμερα, είναι σταυροειδής ναός με δύο τρούλους. Στις τρεις πλευρές του (εκτός από την ανατολική) είχε στοά, η οποία καταστράφηκε στις αρχές του 20ού αιώνος. Η στοά μάς είναι γνωστή από παλαιότερα σχέδια και φωτογραφίες και η θέση της αποκαλύφθηκε με ανασκαφικές έρευνες. Ο ναός στον κεντρικό χώρο είχε κοντά στις γωνίες των τοίχων τέσσερις κίονες, που δίνουν στην κάτοψη το σχήμα του εγγεγραμμένου σταυρού. Το κτίσμα ανήκει δηλαδή στους λεγόμενους σύνθετους τετρακιόνιους σταυροειδείς εγγεγραμμένους ναούς. Έχει νάρθηκα και δύο παρεκκλήσια στο ανατολικό τμήμα, όπου κατέληγε η στοά που καταστράφηκε.