A mortalidade infantil atinge um grupo populacional composto por nascidos vivos antes de completar um ano de vida, os quais são vulneráveis às condições de vida, intra e extra-uterina. Conhecer as causas de óbito e fatores associados pode fornecer subsídios aos serviços de saúde na melhoria da atenção à saúde. Assim, este estudo teve duas abordagens: uma quantitativa, que descreveu e comparou os perfis de mortalidade infantil no município de Londrina nos biênios 2000/2001 e 2007/2008, e outra qualitativa, que identificou a percepção de gestores e profissionais que atuam ou atuaram na assistência à saúde materno-infantil sobre fatores contribuintes para o declínio da mortalidade infantil no município, e as ações ainda necessárias para continuidade de redução dos valores desse indicador. Para o estudo quantitativo, foram usados os registros do Comitê Municipal de Prevenção da Mortalidade Materno-Infantil e o banco de dados de nascidos vivos do Paraná. Para a pesquisa qualitativa, os dados foram obtidos por meio de entrevistas com 38 profissionais de saúde, selecionados pela técnica da bola de neve. Os resultados quantitativos indicam que as crianças nascidas no final da década de 2000 tiveram menor risco de morrer no primeiro ano de vida comparadas com as nascidas em 2000-2001. Nos dois períodos estudados, verificou-se que mais da metade dos óbitos ocorreu no período neonatal, e as duas principais causas básicas de óbito foram decorrentes de afecções perinatais e anomalias congênitas. Os recémnascidos foram afetados em sua maioria por fatores maternos, complicações da gravidez e da placenta, cordão umbilical e das membranas. Houve um risco maior de morrer no segundo biênio para os nascidos vivos de mães com 35 anos ou mais (Risco Relativo [RR]=1,07) e para as crianças cujas mães tinham 12 ou mais anos de estudo (RR=2,13). No segundo biênio, diminuiu a taxa de mortalidade entre filhos de mulheres adolescentes (RR=0,70). Em relação ao tipo de parto, no início da década, as crianças nascidas por cesárea tinham menor risco de morrer comparadas com as nascidas por parto via vaginal, mas no final da década essa situação se inverteu. O risco de morrer diminuiu, no segundo biênio, para os recémnascidos com baixo peso, prematuros e com índice de apgar ≤ sete no primeiro minuto. Todavia, aumentou para aqueles nascidos por gravidez múltipla. Os resultados qualitativos mostram que os fatores percebidos como contribuintes para a redução dos óbitos infantis foram: as condições de vida, a atenção à saúde, o papel desempenhado pelas políticas e práticas setoriais e extrassetoriais e a formação de recursos humanos. Os desafios no momento dizem respeito à qualificação da atenção, mas permanecem questões relacionadas a recursos humanos, políticas públicas e ampliação de serviços.