원래 있던 명문(“M·AGRIPPA·L·F·COS·TERTIVM·FECIT”.Marcus Agrippa, Lucii filius, consul tertium fecit를 의미하며, “'루시우스의 아들인 마르쿠스 아그리파가 세 번째 집정관 임기에 만들었다.”라는 뜻이다.)이 새로운 건물의 정면(파사드)에 덧붙여졌으며, 하드리아누스가 계획한 로마 전역에 걸친 재건 계획의 일부로 이 건물은 완전히 재건되었다.
교황 보니파시오 4세는 이 건물을 산타 마리아 아드 마르티레스(Santa Maria ad Martyres)라는 이름의 성당으로 개축한 다음 축성(祝聖)하였다(현재는 산타 마리아 데이 마르티리Santa Maria dei Martiri로 개명).
판테온은 기독교 성당으로 개축된 덕분에 상당수의 고대 로마의 건물들이중세초기에 겪은 파괴와 약탈 등을 겪지 않을 수 있었다.
수 세기 동안 건물의 외부를 장식하던 양질의 대리석들이 없어져 버렸으며, 심지어 이 건물의 벽에 붙어 있던 기둥의 머리부분은 대영 박물관에 보관되어 있다. 판테온의 두 기둥은 건물의 동쪽에 접한 중세 건물들 때문에 잘려나가 없어져 버렸다. 17세기 초반교황 우르바노 8세는 현관의 청동 천장을 벗겨 내고 중세풍의 종탑을카를로 마데르노가 설계한 (19세기 후반에 없어진) 쌍둥이 탑으로 교체했다.