В 1847 году в Харькове произошло знаковое событие: удар молнии потряс склоны холма, на которой сегодня расположены Ботанический сад и зоопарк.  В местах удара молнии открылись источники воды. Такого рода источники в народе называют громобойными, а сами они переходят в разряд святого места. Узнав об открытии этих источников, генерал-губернатор Сергей Александрович Кокошкин повелел устроить на этом месте криницы.

Местность эта с давних пор называлась Пески, хотя первый официальный хутор Подгорный, он же позднее Бондаревский, принадлежал коллежскому регистратору Даниле Ивановичу Бондаревскому. Большинством же земель этой местности в конце XVIII столетия владели Куликовские (большей частью) и Щербинины. Позднее земли Щербининых отошли как приданое к генералу Ивану Ивановичу Бедряге, после смерти которого его вдова Мария Андреевна, урожденная Щербинина, выходит вторично замуж за полковника Лаптева, а земли на нынешних Песках распродаёт государственным крестьянам, в основном занимавшиеся не хлебопашеством, а чумачеством. Здесь купили земли Белобродовы, Виткаленко, Звоники, Мурмыло, Рохманы и др.

Пески стали развиваться только во второй половине XIX столетия, когда участок земли, принадлежавший университету между ними и Клочковской улицей, был выкуплен по распоряжению генерал-губернатора Кокошкина в городскую собственность и таким образом соединил Пески с центром города и с расположенным севернее хутором Саржин Яр (Павловкой).

Улицы предместья Пески, вошедшего в черту города в 1893 году, сохранили свои исконные имена: Ивановская, Песчаная, переулки Рогатинский, Фроловский, Ивановский, Набережный, и только Рубановский переулок стал называться Ровным да Белобровский – Белоусовским, эти имена они получили которые в 1936 году. Речной переулок и вовсе перестал существовать.

Пески активно заселялись, здесь даже было отделение детского приюта Ясли, действующего на Москалевке, тем не менее в начале XX столетия на склонах и пустошах, оврагах и ямах университетских земель, особенно вблизи кирпичного завода Кабанова, проживали нищие и бездомные, разного рода воры. Дошло до того, что находившееся в этом районе городское Тургеневское училище просило в 1906 году разрешения на вооружение сторожа огнестрельным оружием и учреждение отдельного полицейского поста, так как бездомные неоднократно воровали разные вещи и наводили страх на обывателей.

В 1866 некто Г. Г. Фёдоров, уже будучи пожилым человеком, подавал прошение об учреждении отдельного прихода на Песках и строительстве церкви, но тогда ещё не могло быть и речи об учреждении здесь храма по причине малочисленности жителей, а необходимо было для этого до 1000 прихожан. Главное, чего Фёдоров добился на тот момент – отчуждение земельного участка, принадлежавшего университету.

В 1881 году среди жителей и владельцев собственности на Песках и окрестных землях было уже не мало значительных лиц, что дало повод вернуться к идее о постройке храма. Купцы Михаил Фёдорович Алексеенко, Василий Иванович Богданов, Николай Алексеевич Жевержеев, Василий Фёдорович Фёдоров, коллежский асессор Константин Николаевич Захарьев, штабс-капитан Иосиф Иванович Болховитинов проявили усердие, и 12 января 1882 года преосвященный Иустин дал свое благословение на постройку храма.

24 мая того же года был утверждён проект церкви, составленный епархиальным архитектором Фёдором Ивановичем Даниловым. Правда, в день закладки храма 6 июня 1882 года, наслушавшись ободряющих речей архипастыря во время обеда у председателя строительного комитета Захарьева, прихожане решили расширить церковь, добавив два алтаря, а позднее просили Данилова увеличить на один ярус и колокольню храма.

Иконостас храма во имя святого великомученика и целителя Пантелеймона выполнил известный мастер Бурлаков за 1600 рублей, он был покрыт золотом московского фабриканта Смирнова и считавшегося лучшим в империи. Иконы написал учитель рисования 2-й харьковской мужской гимназии Митрофан Феоктистович Плотников, особенно ему удались иконы Воскресения Христова, Спасителя и Богородицы. Храмовую икону святого Пантелеймона вместе с иконой Николая Чудотворца в серебряных ризах подарил харьковский купец Василий Иванович Бочаров. На украшение алтаря с облачениями пожертвовал Пётр Прокофьевич Неретин.

27 июля 1885 года храм во имя святого целителя Пантелеймона был освящён, в его приход помимо жителей предместья Пески вошла часть прихода (365 человек) из Иоанно-Богословской церкви на Ивановке и хутор Саржин Яр (121 человек). Первым настоятелем новой церкви стал Василий Ветухов, он же в 1895 году издал о ней первую книгу.

Пантелеймоновский храм на Песках был закрыт в 1930 году, его отдали школе глухонемых под клуб, тогда же разобрали купола. В 1942 году в храме возобновили богослужения, снова закрыли в 1961 году. В 1982 году здесь был открыт музей спортивного общества «Динамо», но 7 лет здание бывшей церкви простояло без каких-либо ремонтных работ. Кроме стен и кованых решеток на окнах, в храме ничего не осталось. В 1989 году его вернули Харьковской епархии, и с того момента началось его возрождение. 9 августа 1991 года вновь забил святой источник, расчищенный прихожанами. В 1994 году храм святого целителя Пантелеймона на Песках был полностью восстановлен.