Musfärgad dvärgtyrann delas in i två underarter med följande utbredning:
Tidigare inkluderades buskdvärgtyrannen (Nesotriccus maranonicus) i arten och vissa gör det fortfarande. Denna urskildes dock som egen art av tongivande eBird/Clements och 2023 av International Ornithological Congress. Tumbesdvärgtyrannen har även inkluderats i musfärgad dvärgtyrann som den är mycket lik i utseendet, men skiljer i läten.