A. melanopus được ghi nhận chủ yếu ở ngoài khơi các đảo quốc và quần đảo phía tây Thái Bình Dương, bao gồm Indonesia (từ Bali trải dài đến các nhóm đảo phía đông), phía nam Philippines, Papua New Guinea, quần đảo Solomon, Vanuatu, Nouvelle-Calédonie, quần đảo Caroline, quần đảo Mariana, quần đảo Gilbert (Kiribati), Nauru và quần đảo Marshall, giới hạn phía nam đến bờ đông Queensland (Úc) và biển San Hô[1].

Quần thể trước đây được cho là A. melanopus ở Fiji, Tonga và quần đảo Samoa đã được công nhận là một loài hợp lệ, là Amphiprion barberi[3].

A. melanopus được quan sát gần các rạn san hô ngoài khơi và trong các đầm phá ở độ sâu đến ít nhất là 20 m[1]. Chúng sống cộng sinh với 3 loài hải quỳ, thường thấy nhất là Entacmaea quadricolor, nhưng đôi khi với Heteractis crispa và ít gặp hơn đối với Heteractis magnifica[4]. Cá con sử dụng khứu giác để nhận ra hải quỳ vật chủ chứ không phải thị giác[5].