Es endémica del oriente de la cuenca amazónica en Brasil.

Se encuentra únicamente a lo largo del bajo río Amazonas, en Brasil, desde el extremo oriental del estado de Amazonas hacia el este hasta el sur de Amapá y la isla Mexiana, en el archipiélago de Marajó, en la desembocadura del Amazonas.

[1]​ La especie C. muelleri fue descrita por primera vez por el ornitólogo austríaco Carl Eduard Hellmayr en 1911 bajo el nombre científico Siptornis mülleri; la localidad tipo es: «Fazenda Nazareth, isla Mexiana, Brasil».

[5]​ El nombre genérico femenino «Cranioleuca» se compone de las palabras del griego «κρανιον kranion»: cráneo, cabeza, y «λευκος leukos»: blanco, en referencia a la corona blanca de la especie tipo: Cranioleuca albiceps;[7]​ y el nombre de la especie «muelleri», conmemora al herpetólogo y colector alemán Lorenz Müller (1868-1953).

[8]​ Los datos filogenéticos indican que esta especie forma parte de un grupo integrado por Thripophaga berlepschi, Cranioleuca vulpina y C. dissita, hermanado con C.