Nas últimas três décadas, a mortalidade infantil (MI) apresentou declínio importante em todas as regiões brasileiras, sobretudo entre a parcela mais pobre da população, com mudanças na composição da taxa de mortalidade infantil e nos fatores determinantes do óbito infantil. Este estudo buscou identificar e comparar fatores de risco para MI em Londrina, Paraná, nas coortes de nascidos vivos (NV) de 2000/2001 e de 2007/2008. Para a identificação dos NV, pesquisou-se o banco de dados do Sistema de Informações sobre Nascidos Vivos (SINASC) e, para a identificação dos óbitos infantis, os registros do Sistema de Informações sobre Mortalidade (SIM) e os do Comitê Municipal de Prevenção da Mortalidade Materna e Infantil (CMPMMI). Os óbitos foram relacionados ao banco de dados do SINASC por linkage determinístico, por meio do número da Declaração de Nascido Vivo (DN). Para a análise de regressão logística, foi construído modelo hierárquico conceitual com fatores em níveis distal (sociodemográficos), intermediário (obstétricos e assistenciais) e proximal (dos recém-nascidos). A população de estudo constituiu-se de 15.385 e 13.208 NV em 2000/2001 e em 2007/2008, respectivamente. Foram identificados, no SIM/CMPMMI, 185 óbitos de NV no primeiro biênio e 148, de NV no segundo. Em 2000/2001, foi possível parear 97,30% dos óbitos à sua respectiva DN, e, em 2007/2008, todos os óbitos tiveram sua DN localizada no banco de dados do SINASC. Exceto para raça/cor da pele do recém-nascido, em 2000/2001, para antecedentes obstétricos, em 2007/2008, e para presença de malformação congênita, em ambos os biênios, todos os campos do SINASC apresentaram completitude superior a 99%. Em relação aos dados sobre mortalidade, nos dois períodos, observou-se melhor completitude para os registros do CMPMMI (superior a 95% para as variáveis comuns ao SINASC). Em geral, a MI pouco se alterou nos anos 2000, havendo redução apenas do componente pós-neonatal. Quanto aos fatores estudados, no nível distal, foram de risco para MI, em 2000/2001, os fatores maternos idade < 20 anos e escolaridades insuficiente e intermediária. Em 2007/2008, idades maternas < 20 e ≥ 35 anos foram fatores de risco, enquanto escolaridades insuficiente e intermediária, protetores. No nível intermediário, em 2000/2001, foram de risco para MI: gestação múltipla, antecedente de filhos mortos e número insuficiente de consultas de pré-natal, enquanto cesariana foi fator protetor. Em 2007/2008, apenas gestação múltipla foi de risco. Todos os fatores proximais (idade gestacional, peso ao nascer, índice de Apgar no quinto minuto e sexo) associaram-se à maior MI em 2000/2001, e, em 2007/2008, apenas idade gestacional e índice de Apgar no quinto minuto permaneceram no modelo. Em síntese, a aplicação da técnica de linkage determinístico viabilizou a identificação de fatores de risco para MI em ambos os períodos, pelo elevado percentual de vinculação alcançado e pela excelente completitude das bases de dados pesquisadas. Foram observadas mudanças nos fatores de risco para a MI nos biênios analisados, que podem estar relacionadas à ampliação de políticas sociais e de ações básicas de saúde e a modificações nos padrões reprodutivo e social das mulheres.