Avtalet, som har undertecknats av Panamas säkerhetsminister Frank Ábrego och USA:s försvarsminister Pete Hegseth, omfattar bland annat två marina flygbaser och en flygplats – samtliga belägna i områden som tidigare användes av USA:s militär under kanalzonens tid.
Panama understryker att det inte rör sig om återupprättande av permanenta amerikanska militärbaser.
– Anläggningarna förblir i panamansk ägo och används gemensamt, sade Ábrego.
President Donald Trump har tidigare uttryckt oro över Kinas växande inflytande i regionen och har kallat överlämnandet av kanalen 1999 för ett misstag.
Avtalet gäller i tre år med möjlighet till förlängning och ses som en del av USA:s strategi att stärka sin närvaro i regionen.