25 lipca 1992 miała miejsce jego chirotonia na biskupa kocmańskiego, wikariusza eparchii czerniowieckiej. W 1993 został wyznaczony na ordynariusza eparchii konotopskiej z tytułem biskup konotopski i głuchowski. Urząd ten sprawował niecały rok; również w 1993 został wikariuszem eparchii zaporoskiej z tytułem biskupa wolniańskiego. W 1995 został biskupem brusiłowskim, wikariuszem eparchii owruckiej. Rok wcześniej rozpoczął wyższe studia teologiczne w Kijowskiej Akademii Duchownej. W 1998 objął katedrę kirowohradzką. W 2009 otrzymał godność arcybiskupią.
Biskup Pantelejmon był czynnym zwolennikiem Wiktora Janukowycza. W grudniu 2004 wziął udział w jego mityngu przedwyborczym, w czasie którego oświadczył, iż trzykrotnie ukazała mu się Matka Boża, wskazując na Janukowycza jako prezydenta UkrainyЕпископу Кировоградскому трижды являлась Матерь Божья, которая указала на Януковича как на президента.