Litoria thesaurensis est une grenouille arboricole endémique de la Nouvelle-Guinée et des îles environnantes (Salomon, Nouvelle-Bretagne, Nouvelle-Irlande). Elle occupe divers habitats humides tropicaux et subtropicaux, des plaines aux zones montagneuses (jusqu’à 1200 m d’altitude). Cette espèce est peu préoccupante sur la Liste rouge de l’UICN mais menacée localement par la dégradation de son habitat.