Esistono diverse varianti anatomiche. Tra le più comuni la cossidetta anastomosi di Cannieu-Riche, che consiste in una comunicazione a livello della mano tra al branca profonda del nervo ulnare ed il nervo mediano: in questo caso diverse fibre dal ramo palmare profondo del nervo ulnare innervano il muscolo opponente del pollice e/o il muscolo abduttore breve del pollice. Il muscolo flessore breve del pollice presenta una grande variabilità di innervazione. Il capo superficiale è generalmente innervato dal nervo mediano mentre il capo profondo è generalmente innervato dal nervo ulnare, tuttavia, a causa della possibilità di interconnessione tra il nervo mediano e ulnare nella mano (anastomosi di Cannieu-Riche), il nervo mediano può essere l'unico ad innervare il muscolo flessore breve del pollice in una percentuale imprecisata di soggetti. Similmente ciò può avvenire per una innervazione dovuta al solo nervo ulnare così come ad un'innervazione mista (nervo mediano e ulnare). Le controversie che circondano l'innervazione di questo muscolo non sono state risolte né dalle dissezioni né dagli studi elettrofisiologici più recenti.