Gatunek wędrowny. Z terenów lęgowych wróble krótkopalcowe wędrują na południe lub południowy zachód; zimowiska znajdują się w południowym Iraku (okazjonalnie w południowym Izraelu i na Synaju), w zachodniej Arabii Saudyjskiej, Etiopii, Erytrei i Sudanie na południe do około 12°N, na wschód do 31°E. W Etiopii bywał odnotowywany na wysokości 380–520 m n.p.m., głównie w dolnym biegu rzeki Auasz, na południe do 9 °N. W Erytrei od poziomu morza do 640 m n.p.m. w Agordat i 1394 m n.p.m. w Keren, przeważnie jednak poniżej 300 m n.p.m.; między 15° a 17°30′ N.
W Erytrei ptaki tego gatunku przebywają od grudnia do marca. Podczas wędrówek wróble krótkopalcowe przelatują przez Irak, Jordanię, Zjednoczone Emiraty Arabskie i Oman. Sześć razy stwierdzany w Egipcie (stan w 2010), zalatuje również do Dagestanu (raz według stanu wiedzy z 1998) i Jemenu, w trakcie wędrówek również do Dżibuti. Według checklisty BirdLife International na lata 2006–2011 wróbel krótkopalcowy był 13 razy stwierdzany na Cyprze – wyłącznie w 2008. Przypuszczalnie przedstawiciele gatunku występują w zachodnim Pakistanie, jednak przynajmniej do 2012 nie obserwowano ich tam.