Zasięg i ekologia Prostodziobek rdzawobrewy występuje endemicznie na pustynnych obszarach północnego Chile (głównie na terenie Reserva Nacional Pampa del Tamarugal) i południowego Peru, gdzie zimuje. W 1996 ukazał się artykuł dotyczący historii naturalnej, populacji, migracji i preferencji co do środowiska u omawianego gatunku; wcześniej ptaki były widywane samotnie lub razem z prostodziobkami szarymi (C. cinereum). Prostodziobki rdzawobrewe występują m.in. na Pampa de Tamarugal. Jest to położony na wysokości ok. 1000 m n.p.m. obszar pokryty solniskami. Roczna suma opadów oscyluje wokół 0,3 mm, temperatury wahają się od –12 °C do 35 °C. Rośnie tam głównie P. tamarugo, krzewy i rośliny zielne niemal nie występują; są to m.in. Atriplex atacamensis, Tessaria absinthioides, Caesalpinia uphylla i halofit Distichlis spicata. W sezonie lęgowym badane ptaki najchętniej przebywały w górnych i bocznych partiach drzew. Żeruje głównie na larwach motyli Leptotes trigemmatus;