O Παντελεήμων Μερτύρης γεννήθηκε το 1910 στην Ερμιόνη Αργολίδος. Σπούδασε στη Θεολογική Σχολή του Πανεπιστημίου Αθηνών. Διάκονος χειροτονήθηκε το 1932 και πρεσβύτερος το 1933. Υπηρέτησε ως ιεροκήρυκας, πρωτοσύγκελλος, στρατιωτικός ιερέας και γραμματέας της Ιεράς Συνόδου,
Στις 29 Μαΐου του 1960 χειροτονήθηκε Μητροπολίτης Λήμνου. Το 1988, μετά από ποιμαντορία 28 ετών, παραιτήθηκε της ενεργού υπηρεσίας.
Εκοιμήθη στην Αθήνα, μετά από δέκα χρόνια, στις 29 Νοεμβρίου του 1998. Χαρακτηριστικό του Παντελεήμονος και γενικά παραδεκτό από τους Λημνίους ήταν το καλοκάγαθο του χαρακτήρα του.
Πηγή:Παλαμηδά-Ευθυμιάδου Θεοδώρας, Εκκλησιαστική Ιστορία Λήμνου, Αλεξανδρούπολη 2020.