Старообрядческая община в Пантелишках была основана в 1907 году, но по преданию храм был построен еще в 70-е годы 19 века. Вероятно, тогда он был похож на большой жилой дом, а высокая колокольня и главка над кровлей появились в 1907 году.
Храм стоит на возвышенном месте. Дорога из деревни приводит к храму с восточной стороны, где возведены трехчастные ворота. Чтобы попасть в храм, надо обойти его кругом. От западного фасада открывается вид на окружающий пейзаж – вниз, на низину, заросшую кустарником. Можно предположить, что место для храма было выбрано не случайно, и прежде здесь было свободное пространство, где на на горке взметнулась ввысь высокая колокольня. Она неожиданно открывается взору и поражает динамикой формы. Лаконичный прямоугольный объем пристроен к основному зданию. Его пропорции и впечатляющая высота утверждают главенство храма в окружающем пейзаже. Колокольня увенчана маленькой главкой и шатровой крышей, к стене сруба пристроен небольшой консольный козырек над крыльцом. Стены основного сруба и колокольни не имеют обшивки. Надо отметить также каноничность всех форм и декоративных деталей храма, которые сохранились до наших дней без перестроек. Совокупность всех особенностей позволяет причислить эту моленную к лучшим образцам культуры староверов в Даугавпилсском районе. В советское время моленная имела статус памятника архитектуры.
Интерьер моленной традиционен, потолок плоский со скосами вдоль боковых стен. В западной части устроен балкон, опирающийся на две колонны. Солея - с большим амвоном, на восточной стене – трехярусный иконостас, в котором сохранился только верхний ярус с иконами, выполненными в едином ключе, в одинаковых киотах. В центре - икона Господа Вседержителя.