Село расположено в 23 км на восток от центра поселения села Клязьминский Городок и в 37 км на восток от райцентра города Ковров
К 1592—1594 годам относится первое описание села Пантелеева в писцовых книгах Троице-Сергиева монастыря письма и меры Якова Петровича Вельяминова и подьячего Федора Андреева: .mw-parser-output .ts-Цитата-container{margin:auto;border-collapse:collapse;display:flex;justify-content:center}.mw-parser-output .ts-Цитата-quote{font-style:italic}.mw-parser-output .ts-Цитата-container cite{display:block;float:right;font-style:normal}.mw-parser-output .ts-Цитата-leftQuote,.mw-parser-output .ts-Цитата-rightQuote{width:30px;padding-right:10px}.mw-parser-output .ts-Цитата-leftQuote{vertical-align:top}.mw-parser-output .ts-Цитата-rightQuote{vertical-align:bottom}.mw-parser-output .ts-Цитата-container .ts-oq .NavFrame{padding:0.25em 0 0}
Таким образом, Вознесенская церковь была шатровой, относившись к широко распространенному тогда архитектурному типу. Скорее всего, этот храм являлся летним, а срубленная «в клеть» Покровская церковь — зимним (отапливаемым). К 1628—1630 годам село Пантелеево, входившее в Суздальский уезд, значилось как «Присёлок Пантелеево» и относилось к селу Новому (или Троицкому) Татарову, которое являлось центром обширной троицкой вотчины на берегу Клязьмы между Ковровом и Мстерой. Тогда в писцовых книгах Суздальского уезда в Пантелееве упоминается церковь во имя Вознесения Господня с приделом во имя святых мучеников Флора и Лавра — «строение мирское».
В селе имелся монастырский двор, 4 двора крестьянских и 15 дворов бобыльских. Покровской церкви к тому времени там уже не было. Скорее всего, она сгорела во время событий Великой Смуты начала XVII столетия, когда стародубские села неоднократно разорялись отрядами польских интервентов и их русскими пособниками. Да и Вознесенский храм, по всей видимости, после воцарения первого государя из династии Романовых Михаила Федоровича пантелеевцам пришлось отстраивать заново.
В 1678 году в переписных книгах Суздальской епархии Пантелеево по-прежнему оставалось присёлком Ново-Татаровской вотчины Троице-Сергиевского монастыря. В 1800—1810 годах вместо деревянной церкви церковным старостой крестьянина Никиты Ларионова на средства прихожан устроен новый каменный пятиглавый Вознесенкий храм с приделом в честь Казанской иконы Божией Матери с колокольней и оградой. Позже был устроен ещё один придел в честь святителя и чудотворца Николая (освящен в 1859 году). Церкви принадлежали деревянная сторожка на каменном фундаменте, построенная в 1904 году усердием церковного старосты крестьянина деревни Руносиха Василия Ивановича Глебова, и часовня на Фатьяновском поле, построенная прихожанами сел Кувезино, Пантелеево и Новое Татарово в память избавления их от засухи в 1872-м. Ещё в 1778 году при учреждении Владимирской губернии село Пантелеево было перечислено из Суздальского в новообразованный Вязниковский уезд.
В конце XIX — начале XX века село входило в состав Мстерской волости Вязниковского уезда.
С 1929 года Пантелеево входило в состав Сельцовского сельсовета Южского района Ивановской области. С 1963 года и вплоть до 2005 года — центр Пантелеевского сельсовета (с 1998 года — сельского округа) Ковровского района Владимирской области.