Le Myzomèle à tête rouge vit sur la côte septentrionale de l'Australie-Occidentale, du Territoire du Nord et du Queensland. On le rencontre également sur les côtes du Kimberley et de diverses autres îles d'Australie-Occidentale ou du Territoire du Nord, comme l'île Melville ou dans le groupe d'îles de Sir Edward Pellew. Il est bien répandu le long du golfe de Carpentarie et dans la péninsule du cap York. La sous-espèce M. e. infuscata peut être observé dans diverses zones de la province de Papouasie et dans le Sud de la Papouasie-Nouvelle-Guinée[1].

Le Myzomèle à tête rouge est présent sur une vaste aire géographique, mais il n'est pas très abondant dans cette zone. La densité d'oiseaux la plus importante observée est de 5,5 oiseaux par hectare à Palmerston, dans le Territoire du Nord. Le nombre d'oiseaux atteint un pic dans la mangrove des environs de Darwin Harbour durant la saison sèche et le début de la saison des pluies, alors que Ceriops australis est en fleur et que les femelles sont en période de reproduction[6]. On ne comprend pas encore très bien les déplacements de ces oiseaux, qui sont parfois décrits comme migratoires, nomades ou résidents[1]. Des variations d'effectifs ont en effet été observées, notamment suivant la floraison de certaines espèces comme les arbres de la mangrove et les Melaleuca, particulièrement appréciés comme source de nourriture[6]. Un oiseau a été recapturé après avoir été bagué cinq ans auparavant, à 27 km du point de première capture. La présence de l'espèce sur de nombreuses îles montre sa capacité à pouvoir traverser de vastes étendues d'eau[3].

Le Myzomèle à tête rouge vit principalement dans les mangroves des côtes bénéficiant de la mousson, notamment près de fourrés de Rhizophora, Bruguiera et Avicennia, le long des îles ou dans les deltas. On le trouve également dans des fourrés de Melaleuca en bordure de mangroves, notamment dans les fourrés de Melaleuca leucadendra[1]. C'est un oiseau très bien adapté à la