Faits:
A. X._, ressortissante d'Angola, née en 1988, est entrée en Suisse le 11 juillet 2007 et a déposé une demande d'asile. L'Office fédéral des migrations a déclaré cette demande irrecevable, par décision du 16 août 2007, et a prononcé le renvoi de Suisse de la requérante. Cette décision est entrée en force après rejet des recours et autres demandes de réexamen de l'intéressée.
X._ a quitté le canton du Valais, canton d'attribution, sans en aviser les autorités et a reconnu avoir séjourné chez ses parents, à Orbe, dans le canton de Vaud, dès le 1er juillet 2007. Sa demande d'autorisation de séjour, déposée dans ce canton le 14 avril 2009, a été déclarée irrecevable.
Le 15 juillet 2009, le Contrôle des habitants d'Orbe a avisé le Service de la population et des migrants du canton de Fribourg (ci-après: le Service de la population) que X._ vivait à Fribourg, chez Y._, ressortissant congolais, au bénéfice d'un permis d'établissement, et qu'elle était accompagnée de sa fille A._, née à B._, le *** 2009.
X._ a déposé une déclaration d'arrivée dans le canton de Fribourg, le 24 août 2009, et a requis une autorisation de séjour au titre du regroupement familial pour vivre avec Y._, père de son enfant A._.
Le 14 décembre 2009, le Service de la population a rejeté cette requête, en constatant que celle-ci se heurtait au principe de l'exclusivité de la procédure d'asile et que la requérante n'avait aucun droit à séjourner dans le canton de Fribourg. Il a dès lors imparti à l'intéressée un délai au 4 janvier 2010 pour regagner le canton du Valais avec sa fille.
B. X._ et Y._ ont recouru contre cette décision auprès du Tribunal cantonal du canton de Fribourg et ont notamment produit une expertise privée en filiation du Centre universitaire romand de médecine légale du 21 décembre 2009, qui établissait la probabilité de paternité du recourant envers l'enfant A._ à 99,999%.
Par arrêt du 2 février 2010, le Tribunal cantonal (Ière Cour administrative) a rejeté le recours, en confirmant que la recourante devait regagner son canton d'attribution en matière d'asile, soit le Valais. Il a notamment retenu que le concubinage de la recourante avec le père de son enfant ne lui permettait pas de se prévaloir de l'art. 8 § 1 CEDH, dès lors que la durée et la stabilité de cette relation n'étaient pas du tout démontrées, nonobstant la naissance de l'enfant. Il en a conclu que, dans la mesure où la recourante n'avait aucun droit de séjour dans le canton, l'autorité inférieure avait refusé à juste titre d'entrer en matière sur sa requête, en application de l'art. 14 al. 1 de la loi fédérale sur l'asile du 26 juin 1998 (LAsi; RS 142.31).
C. X._ et Y._, agissant également au nom de leur fille A._, forment un recours en matière de droit public auprès du Tribunal fédéral et concluent, avec suite de frais et dépens, à la réforme de l'arrêt du 2 février 2010 et à l'octroi d'une autorisation annuelle de séjour à X._ et A._, subsidiairement au renvoi de la cause au Tribunal cantonal, le cas échéant au Service de la population, pour délivrance d'une telle autorisation.
Le 12 mars 2010, le Président de la IIe Cour de droit public a admis la demande d'effet suspensif présentée par les recourants.
Le Tribunal cantonal propose de rejeter le recours et souligne que la recourante n'est pas renvoyée de Suisse, mais seulement enjointe à regagner son canton d'attribution en matière d'asile, contrairement à ce qui a été retenu dans l'ordonnance présidentielle du 12 mars 2010.
Le Service de la population conclut au rejet du recours, en se référant à sa décision et à l'arrêt attaqué. L'Office fédéral des migrations propose également le rejet du recours.

Considérant en droit:
1. 1.1 Le Tribunal fédéral examine d'office sa compétence et la recevabilité des recours qui lui sont soumis (cf. <ref-law>; <ref-ruling> consid. 1.1 p. 3, 430 consid. 1 p. 431, 483 consid. 1 p. 485).
1.2 D'après l'art. 83 let. c ch. 2 LTF, le recours en matière de droit public est irrecevable contre les décisions en matière de droit des étrangers qui concernent une autorisation à laquelle ni le droit fédéral ni le droit international ne donnent droit.
1.3 En l'espèce, l'arrêt attaqué retient que la recourante n'a pas de droit à obtenir une autorisation de séjour sur la base de l'art. 8 CEDH et qu'elle ne peut donc mener une procédure tendant à l'octroi d'une telle autorisation avant d'avoir quitté la Suisse en application de l'<ref-law>. Dans un tel cas, le point de savoir si le recourant dispose d'un droit à une autorisation de séjour est à la fois une condition de la recevabilité du recours en matière de droit public (art. 83 let. c ch. 2 LTF) et une question relevant du fond. Conformément à la jurisprudence, cette question sera examinée dans le cadre de la recevabilité (<ref-ruling> consid. 1 p. 283 ss), étant précisé que, sous cet angle, il suffit que le recourant rende vraisemblable que les conditions fondant la compétence du tribunal soient remplies, le point de savoir si tel est effectivement le cas étant ensuite tranché, pour autant que les autres conditions de recevabilité soient réunies, avec l'examen de la cause au fond (arrêt 2C_484/2008 du 9 janvier 2009, consid. 1.3, non publié aux <ref-ruling>).
2. En principe, l'étranger n'a pas droit à l'autorisation de séjour, à moins que ne puisse être invoquée une disposition particulière du droit fédéral ou d'un traité accordant le droit à la délivrance d'une telle autorisation (<ref-ruling> consid. 1 p. 342).
2.1 Un étranger peut, selon les circonstances, se prévaloir de l'art. 8 § 1 CEDH pour s'opposer à l'éventuelle séparation de sa famille et obtenir ainsi une autorisation de séjour. Encore faut-il, pour pouvoir invoquer la protection familiale découlant de cette disposition, qu'il entretienne une relation étroite et effective (<ref-ruling> consid. 5 p. 269; <ref-ruling> consid. 5.3.1 p. 211) avec une personne de sa famille ayant le droit de résider durablement en Suisse (sur cette notion, cf. <ref-ruling> consid. 1.3.1 p. 145 s.; <ref-ruling> consid. 3.1 p. 285). D'après la jurisprudence, les relations familiales protégées par l'art. 8 § 1 CEDH sont avant tout les rapports entre époux ainsi qu'entre parents et enfants mineurs vivant ensemble (<ref-ruling> consid. 1d/aa p. 65). Les fiancés ou les concubins ne sont en principe pas habilités à invoquer l'art. 8 CEDH; ainsi, l'étranger fiancé à une personne ayant le droit de s'établir en Suisse ne peut, en règle générale, pas prétendre à une autorisation de séjour, à moins que le couple n'entretienne depuis longtemps des relations étroites et effectivement vécues et qu'il n'existe des indices concrets d'un mariage sérieusement voulu et imminent (cf. arrêts 2C_733/2008, du 12 mars 2009, consid. 5.1 et les arrêts cités, 2C_663/2007 du 5 décembre 2007 et les références citées).
Par ailleurs, selon l'<ref-law>, un requérant débouté ne peut engager une procédure visant à l'octroi d'une autorisation de séjour avant d'avoir quitté la Suisse, à moins qu'il n'y ait droit. Une demande d'autorisation de séjour fondée uniquement sur l'art. 8 CEDH ne peut donc être introduite qu'après le renvoi de l'étranger concerné. Une exception au principe de l'exclusivité de la procédure d'asile n'est admise que si le droit à l'autorisation de séjour requise est manifeste (arrêts 2C_733/2008 du 12 mars 2009, consid. 5.1, et 2A.673/2006 du 18 décembre 2006 consid. 3.3).
2.2 Les recourants soutiennent que cette exception est remplie en l'espèce, dès lors qu'ils vivent ensemble depuis le mois de septembre 2008 et que cette cohabitation suffit, au regard de la jurisprudence de la Cour européenne des droits de l'homme, à leur assurer la protection de l'art. 8 § 1 CEDH. Ce faisant, ils ne prétendent plus qu'ils auraient commencé à entreprendre des démarches pour se marier et qu'ils seraient dans l'impossibilité d'obtenir les papiers nécessaires à prouver leur capacité matrimoniale (sur cette question, voir <ref-ruling> ss). A leur avis, l'exigence d'un mariage imminent serait tout simplement contraire à l'art. 8 CEDH, car la paternité biologique suffirait pour constituer entre le père et l'enfant la vie familiale protégée par cette disposition, à condition qu'il existe entre eux une relation personnelle et étroite, effectivement vécue. Ils fondent leur argumentation notamment sur les arrêts de la Cour européenne dans les causes Lebbink du 1er juin 2004, requête 45582/99, § 9 et 37 et Kroon du 27 octobre 1994, requête 18535/91, § 10 à 14.
2.3 En l'état, les recourants font certes ménage commun, en tout cas depuis la naissance de l'enfant A._ en juin 2009 (voir lettre de la commune d'Orbe du 15 juillet 2009). Leur cohabitation dès septembre 2008, comme ils l'affirment, n'est cependant pas prouvée, du moment que la recourante déposait encore une demande d'autorisation de séjour dans le canton de Vaud, le 14 avril 2009. Quoi qu'il en soit, ils ne vivent donc pas ensemble depuis très longtemps et le recourant n'a pas reconnu officiellement sa fille. Cette absence de reconnaissance des liens de filiation du point de vue civil, qui dure maintenant depuis plus d'une année, permet de douter de la stabilité et de la continuité de la relation qu'il entretient avec la recourante, cela d'autant plus que cette dernière est mère de deux autres enfants, nés en 2004 et 2006, qui sont restés en Angola. La non-reconnaissance empêche aussi l'enfant A._ de se prévaloir de l'art. 8 § 1 CEDH, droit que le Tribunal fédéral avait admis pour un enfant né d'une mère requérante d'asile déboutée originaire de la République démocratique du Congo, mais qui avait été reconnu par son père (cf. arrêt 2A.10/2001 du 11 mai 2001, consid. 1a/aa).
Dans ces conditions, il n'y a aucun motif de s'écarter des constatations des juges cantonaux, selon lesquelles les liens entre les recourants ne sont pas protégés par l'art. 8 § 1 CEDH, du moment qu'il n'existe pas d'indices concrets d'un mariage sérieusement voulu et imminent, faisant suite à une relation intense durant depuis longtemps (confirmation de la jurisprudence, voir notamment arrêt 2C_733/2008 du 12 mars 2009 consid. 5.1) et que l'enfant n'est pas reconnue. Par conséquent, la recourante ne peut pas se réclamer de l'art. 8 CEDH, ni du reste de l'art. 13 al. 1 Cst., qui ne garantit pas une protection plus étendue (<ref-ruling> consid. 7 p. 394), pour obtenir une autorisation de séjour qui ferait obstacle à l'application de l'<ref-law>.
2.4 Faute de droit à une autorisation de séjour pour la recourante et sa fille, le recours est irrecevable au regard de l'art. 83 let. c ch. 2 LEtr, de sorte qu'il n'y a pas lieu de procéder à la pesée des intérêts en présence au regard de l'art. 8 § 2 CEDH, ni d'examiner les autres violations des dispositions conventionnelles alléguées par les recourants.
2.5 Dans la mesure où les recourants critiquent aussi le fait que l'arrêt attaqué a pour résultat de confirmer l'obligation, pour la recourante et sa fille, de quitter le canton de Fribourg et de retourner dans le canton du Valais, canton d'attribution en matière d'asile au sens de l'<ref-law>, leur recours n'est pas non plus recevable en vertu de l'art. 83 let. d LTF (cf. Alain Wurzburger, Commentaire LTF, n. 67 ad art. 83 let d LTF). Au demeurant, la recourante n'étant pas mariée et n'ayant pas formé depuis longtemps une communauté conjugale, on ne se trouve pas dans une situation exceptionnelle où le respect de l'art. 8 CEDH justifierait un changement de canton d'attribution, même après le refus définitif de l'asile (cf. arrêts CourEDH dans les causes Agraw et Mengesha Kimfe du 29 juillet 2010, requêtes 3295/06 et 24404/05), ce d'autant plus que, contrairement aux causes précitées, le compagnon de la recourante, titulaire d'une autorisation d'établissement, n'est pas soumis à l'obligation de résider dans un canton déterminé.
3. Au vu de ce qui précède, le recours doit être déclaré irrecevable. Les frais judiciaires seront mis à la charge des recourants, solidairement entre eux (art. 66 al. 1 et 5 LTF). Il n'y a pas lieu d'allouer des dépens (<ref-law>).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est irrecevable.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 2'000 fr., sont mis à la charge des recourants, solidairement entre eux.
3. Le présent arrêt est communiqué aux recourants, au Service de la population et des migrants et à la Ie Cour administrative du Tribunal cantonal du canton de Fribourg, ainsi qu'à l'Office fédéral des migrations.
Lausanne, le 23 août 2010
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: La Greffière:
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