Từ quần đảo Ryukyu (Nhật Bản), phạm vi của A. polymnus trải dài đến bờ nam Trung Quốc và khắp vùng biển các nước Đông Nam Á (trừ phía đông Ấn Độ Dương), Papua New Guinea và quần đảo Solomon, phía nam giới hạn đến Lãnh thổ Bắc Úc và vịnh Carpentaria (Úc)[1].

A. polymnus sống cộng sinh với 3 loài hải quỳ sau, là Heteractis crispa, Macrodactyla doreensis và Stichodactyla haddoni, được quan sát gần các rạn san hô ngoài khơi và trong các đầm phá trên nền đáy cát ở độ sâu đến ít nhất là 30 m[1].

Hải quỳ S. haddoni có thể rút hoàn toàn vào nền cát nếu gặp nguy hiểm, điều này làm A. polymnus mất đi nơi trú ẩn. Lúc này, cá cái sẽ nhanh chóng rút vào đống san hô vụn gần nhất, còn cá đực vẫn ở lại khu vực có hải quỳ và bơi vòng tròn ở tầng nước giữa[4]. Những loài hải quỳ rút vào nền cát không cung cấp cho cá hề một bề mặt để làm nền tổ. Để giải quyết điều này, A. polymnus sẽ tìm một vật thể và đem chúng về làm nền tổ, như cầu gai của bộ Clypeasteroida, vỏ sò hay thậm chí là cái lon nước[4].