Родилась 14 августа 1871 г. в семье священника Велико-Устюгской Александро-Невской церкви Петра Дмитриевича Пятлина (сконч. 16 марта 1873 года на 45 году жизни) и Евдокии Васильевны Пятлиной. Окончила Вологодскую женскую гимназию. С 6 ноября 1892 г. до 15 августа 1904 г. работала учительницей приготовительного класса Велико-Устюжской женской прогимназии. В 1904 г. короткое время преподавала в 1-м мужском приходском училище в г. Великий Устюг, а с 1 ноября 1904 г. по 25 мая 1909 г. работала классной дамой Велико-Устюжской женской гимназии. Супруга (матушка) протоиерея Александра Пантелеева (впоследствии архиепископ Алексий) (вышла замуж 1 октября 1901 г.). 25 мая 1909 г. о. Александр Пантелеев был переведен в США, и С.П. Пантелеева также переехала с мужем в США. Служение о. Александр совершал в г. Уналашка (шт. Аляска, США), с 1912 г. в г. Питтсбург (шт. Пенсильвания, США), 2 августа 1913 г. был переведен в г. Бриджпорт (шт. Коннектикут, США), 26 ноября 1914 г. - в церковь свв. Петра и Павла в г. Саут-Ривер (шт. Нью-Джерси, США), затем с 22 сентября 1915 г. - в Свято-Спиридоновский приход в г. Перт-Амбой (шт. Нью-Джерси, США), 12 февраля 1916 г. - в Нью-Йорк, а в апреле 1917 г. снова получил назначение на Аляску, где служил в Михайловском соборе в г. Ситка. С.П. Пантелеева некоторое время бесплатно преподавала географию и арифметику в церковно-миссионерской школе в г. Уналашка. После переезда в Пенсильванию, Коннектикут и Нью-Джерси принимала активное участие в делах сестричества, учила детей рукоделию и замещала предавателя церковно-приходской школы. В Ситке С.П. Пантелеева организовала Женское общество помощи Церкви, устраивала благотворительные мероприятия для сбора средств на содержание Михайловского собора. Скончалась 20 июля 1921 г. на Аляске. Похоронена на Аляске.