3 сентября 1727 года в Церковном павильоне дворца Меншикова в Ораниенбауме была освящена летняя церковь во имя Святого великомученика и целителя Пантелеймона. Князь А.Д. Меншиков задумал этот храм как триумфальный памятник морским победам петровской России. Внутреннее убранство храма было создано по проекту художника Ивана Вишнякова и архитектора Ивана Зарудного. В последствии в интерьер церкви вносились изменения, к которым приложили руку знаменитые архитекторы – Бартоломео Растрелли и Антонио Ринальди. Окончательно облик церкви сложился к концу XVIII века. В XIX веке трижды проводились масштабные реставрационные работы, при которых сохранялся существующий интерьер.
В 30-х годах прошлого века церковь была закрыта, а ее убранство было демонтировано и направлено в Петергоф, где безвозвратно погибло во время нацистской оккупации. Реставрация церкви была начата 2009 году. Была проделана колоссальная работа по воссозданию ее облика и убранства.
К летней церкви примыкает помещение зимней церкви, восстановление которой невозможно, т.к. о ней не сохранились ни описания, ни изобразительные материалы. В этом помещении сейчас находится экспозиция, посвященная истории дворцовой церкви и её владельцам.