Die Bomben des Zweiten Weltkrieges hinterließen an St. Pantaleon deutliche Schäden. Die Dächer wurden vernichtet, die Apsis und die Katharinenkapelle weitestgehend zerstört. Die Gewölbe der Kirche stürzten zu großen Teilen ein. Auch die Gebäude der ehemaligen Abtei waren stark beschädigt worden. Bedeutende Ausstattungsobjekte der Kirche wie der Lettner, das Orgelgehäuse, die Einrichtung des Chores und die Apsisfenster blieben hingegen durch rechtzeitige Auslagerung, Schutzvermauerungen oder in einigen Fällen durch schieres Glück erhalten.
Nach dem Krieg wurde zunächst eine Notkirche im Südseitenschiff eingerichtet, während im restlichen Kirchengebäude mit ersten Sicherungsarbeiten begonnen wurde. Da die Gewölbe der Kirche eingestürzt waren und sowohl aus ästhetischen als auch statischen Gründen nicht erneuert werden sollten, entschied man sich für ein hölzernes, kassetiertes Flachdach. Der Lettner, der zuvor an der Westwand verbaut war, wurde ausgebaut und wieder an seinen ursprünglichen Platz vor den Chor gesetzt. Dadurch konnte das Westwerk, das den Krieg nahezu unversehrt überstanden hatte, mit einem großen Rundbogen zum Langhaus hin geöffnet werden. Im Jahr 1959 wurden die Krypta neugestaltet und die Seitenschiffe restauriert. Anschließend folgte die Restaurierung der Gesamtausstattung des Chores.
Es wurden zudem neue Fußböden verlegt und die Katharinenkapelle wieder aufgebaut sowie das neue Westportal mit vorgelegtem Gitter eingesetzt. Ende der 1970er Jahre wurden Restaurierungsarbeiten am Westbau und an der Kreuz- und Apostelkapelle durchgeführt. Mit den Arbeiten an den Westwerktürmen und der Bemalung der Langhausdecke war der Wiederaufbau von St. Pantaleon abgeschlossen.