X. caeruleolineatus có phạm vi phân bố rộng rãi ở khu vực Ấn Độ Dương - Thái Bình Dương, bắt đầu từ quần đảo Cargados Carajos ở phía tây Ấn Độ Dương trải dài về phía đông, băng qua Indonesia đến quần đảo Tuamotu; phía bắc đến miền nam Nhật Bản; phía nam đến Úc[1].

X. caeruleolineatus thường sống xung quanh các rạn san hô và đá ngầm ở rất sâu dưới biển, được nhìn thấy ở độ sâu khoảng 15 – 200 m, nhưng phổ biến ở độ sâu khoảng 50 m trở lên[1].