Resumo Introdução A mortalidade infantil ainda representa um desafio para os países em desenvolvimento. Objetivo Analisar a tendência da mortalidade infantil e seus componentes nos estados do Nordeste brasileiro entre 2001 e 2015. Método Estudo ecológico envolvendo quatro indicadores de mortalidade infantil: geral, neonatal precoce, neonatal tardia e pós-neonatal. Foi aplicado o modelo de regressão por pontos de inflexão (joinpoint regression). A tendência foi classificada em crescente, decrescente ou estacionária. Calculou-se o Percentual de Variação Anual (APC, Annual Percent Change), considerando Intervalo de Confiança de 95%. Resultados Foi observada tendência decrescente da mortalidade infantil geral no Nordeste (-3,9%) e em todos os estados, sendo Pernambuco com maior redução (-5,2%). Na mortalidade neonatal precoce, somente o Maranhão apresentou tendência estacionária (-0,2%). Na mortalidade neonatal tardia, Maranhão, Piauí, Paraíba e Sergipe apresentaram padrão estacionário. A mortalidade pós-neonatal foi a que apresentou maior redução, tendo destaque Alagoas (-8,6%) e Pernambuco (-7,6%). No Nordeste, esse componente apresentou variação anual de -6,1%. A partir do final da primeira década, a mortalidade pós-neonatal apresentou padrão estacionário no Nordeste, destacando-se Maranhão, Ceará, Rio Grande do Norte e Sergipe. Conclusão Embora tenha sido verificada redução da mortalidade infantil no Nordeste do Brasil, o comportamento estacionário em alguns estados configura motivo de preocupação, tendo em vista que os valores ainda são muito elevados quando comparados aos de locais desenvolvidos.