Поскольку службы WCF, размещенные в IIS, обычно копируют DLL во временную папку, а не содержимое проекта, который настроен на копирование в выходной файл, необходимо ссылаться на фактическую кодовую базу библиотеки DLL.
var codeBase = System.Reflection.Assembly.GetCallingAssembly().CodeBase;
codeBase = codeBase.Substring(8); //Remove the "file:///" prefix in front of the actual path.
var dir = codeBase.Substring(0, codeBase.LastIndexOf("/", System.StringComparison.Ordinal) + 1); //Cut out the dll file name.
var file = @"ErrorMessages.xml";
var targetPath = dir + file;