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Objetivo: Avaliar as mudanças na taxa de mortalidade infantil (TMI) e identificar fatores associados a essas mudanças em oito coortes de nascimento. Métodos: todas as coortes são de base populacional (Ribeirão Preto em 1978/79, 1994 e 2010, Pelotas em 1982, 1993 e 2004 e São Luís em 1997/98 e 2010). Realizou-se análise de regressão logística sequencial, baseada em um modelo hierarquizado, a fim de se identificar os fatores que poderiam explicar mudanças na TMI. Resultados: Em Ribeirão Preto, TMI reduziu 56% de 1978/79-1994 e 47% de 1994-2010. De 1978/79-1994 as variáveis de assistência à saúde explicaram a maior parte dessa redução, com papel de mediação das características sociodemográficas. Em 1994-2010, nenhuma das variáveis explicou a redução na TMI. Em Pelotas, a TMI diminuiu apenas entre 1982-1993 (-43%), porém nenhuma das variáveis explicou esta queda. Em São Luís, a TMI caiu 55% em 1997/98-2010, devido a melhorias nas características sociodemográficas e de assistência. Nas três cidades, as reduções na TMI foram observadas apesar da diminuição do peso médio ao nascer e idade gestacional. Conclusão: A TMI diminuiu em todas as cidades e períodos, exceto em Pelotas de 1993-2004. A melhora das características socioeconômicas e da assistência foram os fatores capazes de explicar a maior parte dessa redução. No entanto, em Ribeirão Preto de 1994 a 2010 e em Pelotas de 1982 a 1993, a diminuição da TMI não foi explicada por nenhuma das variáveis estudadas. Possivelmente, a melhoria da assistência pós-natal seja responsável por essas reduções, mas não avaliamos esse aspecto.