Sotbrun tyrann är en medelstor tyrann med ljusa vingband och ljust ögonbrynsstreck som kontrasterar mot gråbrun rygg och gulaktig buk. Populationerna skiljer sig något åt i grundton, längden på ögonbrynsstrecket, näbbfärg och läte. Arten liknar eulertyrannen men har tydligare ögonnrynsstreck. Sången beskrivs som ett vasst "jet-jet-pew-pew", med mer betoning på sista tonen.
Sotbrun tyrann placeras som enda art i släktet Cnemotriccus. Den förekommer i stora delar av Sydamerika öster om Anderna och delas in i sju underarter med följande utbredning:
Sotbrun tyrann hittas i olika typer av täta buskmarker, ofta nära vatten.
Arten har ett stort utbredningsområde, men tros minska i antal, dock inte tillräckligt kraftigt för att den ska betraktas som hotad. Internationella naturvårdsunionen IUCN listar arten som livskraftig (LC).
