C. cyanocheilus có phạm vi phân bố ở Tây Thái Bình Dương. Loài cá này được tìm thấy ở hầu hết vùng biển các nước Đông Nam Á và Papua New Guinea, trải rộng khắp vùng biển của nhiều đảo quốc, quần đảo thuộc châu Đại Dương (giới hạn đến Samoa thuộc Mỹ và quần đảo Line ở phía đông); phía bắc trải dài tới quần đảo Ogasawara (Nhật Bản); phía nam đến rạn san hô Great Barrier và New Caledonia, cũng như Tonga[1].

C. cyanocheilus sống gần các rạn san hô viền bờ ở độ sâu đến ít nhất là 46 m, nhưng thường được quan sát ở độ sâu khoảng từ 7 đến 15 m[3].