Совпадают в значении: 1. Склонный придавать значение мелочам, пустякам. Ме́лочный человек. 2. Основанный на ничтожных фактах, мелочах. Ме́лочные наблюдения. Ме́лочные подробности. 3. Ничтожный, низменный, мелкий. Ме́лочные интересы. Ме́лочные дрязги. Но различаются стилистически: ме́лочный — нейтр. мелочно́й — разг.
Только мелочной (устар.) употр. в знач. «относящийся к торговле мелкими вещами». Мелочно́й товар. Мелочна́я лавка. Мелочна́я торговля.
Розенталь Д. Э. Теленкова М. А. Словарь трудностей русского языка. М.: Айрис-Пресс, 2003. С. 325.