World Health Organization (WHO) menyatakan pada tahun 2012 sekitar 33% bayi mengalami masalah tidur, sedangkan di Indonesia sebanyak 44,2%. Masalah tidur dapat mengganggu pertumbuhan bayi, menyebabkan fungsi kekebalan tubuh rentan, dan mengganggu regulasi sistem endokrin. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas tidur adalah dengan baby massage. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efektivitas baby massage terhadap kualitas tidur bayi usia 3-6 bulan di Wilayah Kerja Puskesmas I Denpasar Selatan. Penelitian ini menggunakan metode pendekatan Pretest-Posttest Control Group Design, dilakukan di wilayah kerja Puskesmas I Denpasar Selatan selama bulan September-November 2021. Perlakuan pijat bayi diberikan pada bayi selama 4 minggu. Instrumen yang digunakan untuk mengumpulkan data penelitian adalah kuisioner tentang kualitas tidur bayi. Analisis data meliputi analisis univariat, serta dilanjutkan dengan analisis bivariat dengan uji Independent T-Test dan Wilcoxon. Hasilnya, pada kelompok kontrol didapatkan kualitas tidur saat pretest yaitu 60%;33,3%;6,7% bayi memiliki kualitas tidur cukup, kurang, dan baik (secara berurutan), dan setelah dilakukan posttest didapatkan 53,3%; 40%; 6,7% bayi memiliki kualitas tidur baik, cukup, kurang (secara berurutan). Untuk kelompok perlakuan, data kualitas tidur saat pretest yaitu 20%;66,6%;13,4% bayi memiliki kualitas tidur baik, cukup, dan kurang (secara berurutan). Setelah dilakukan baby massage didapatkan 93,3; 6,7% bayi memiliki kualitas tidur baik, dan cukup (secara berurutan) (p=0,002). Dari hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa ada perbedaan yang signifikan pada kualitas tidur bayi yang diberikan baby massage dengan bayi yang tidak diberikan baby massage. Diharapkan tenaga kesehatan, khususnya bidan lebih mensosialisasikan baby massage kepada ibu bayi dengan melakukan pelatihan atau kelas rutin.