Die Fundorte dieser Art liegen laut Beschreibung zwischen dem Río Itaya im Westen und dem Río Ucayali im Osten. Dort fängt man die Fische in der Ufervegetation und über Falllaubschichten strömungsarmer Abschnitte in Schwarzwasser-Habitaten. Ihre Lebensräume teilen sie sich mit Salmlern der Gattungen Hyphessobrycon und Crenuchus. Außerdem wurden zwei noch namenlose Vertreter der Killifischgattung Rivulus und Buntbarsche der Genera Aequidens und Cichlasoma sowie Zwergcichliden der Art Laetacara flavilabris gefunden.
Nach heutigem Kenntnisstand ist A. paulmuelleri innerhalb des A.-eunotus-Komplexes der A.-regani-Linie zuzuordnen. Mit dem bandartigen Schwanzwurzelfleck, der runden, gebänderten Schwanzflosse und anhand weiterer Farb-, Zeichnungs- und morphologischer Merkmale lässt sich die Art gut gegen alle anderen Gattungsgenossen abgrenzen.
