Introdução: A mortalidade infantil é um importante marcador das condições de vida e saúde da população e sua distribuição é marcada por disparidades regionais e socioeconômicas. Objetivo: analisar as desigualdades socioespaciais da mortalidade infantil nos municípios de Pernambuco em dois recortes temporais, 2000 a 2004 e 2010 a 2014. Método: Estudo quantitativo, descritivo, ecológico no qual utilizaram-se dados secundários referentes às estatísticas vitais e indicadores socioeconômicos dos municípios pernambucanos Considerou-se como variável dependente a Taxa de Mortalidade Infantil (TMI), e como variáveis independentes indicadores socioeconômicos de renda, escolaridade, das condições dos domicílios, da cobertura da atenção básica e o Índice de Desenvolvimento Humano (IDHM). Os municípios foram agregados em cinco clusters relativos à TMI e às variáveis independentes. A análise considerou a distribuição dos municípios segundo clusters; aplicação do teste de correlação entre a TMI e as referidas variáveis; caracterização dos agregados dos municípios para as variáveis com significância na correlação e mensuração de medidas de desigualdades. Resultados: Observou-se redução de quase 50% na TMI do estado na comparação dos dois períodos. Os dados apontam para uma desigualdade expressiva da TMI entre os clusters nos dois períodos, embora com redução no segundo quinquênio. Nos municípios de maior TMI também se observaram os piores indicadores socioeconômicos. A TMI apresentou correlação significante com as variáveis: % Extremamente pobres, % pobres e IDHM. A agregação feita dos municípios segundo as variáveis independentes foi identificado que onde existem os piores indicadores socioeconômicos também se observa alta TMI. Conclusões: Os achados ratificam a correlação entre a TMI e os indicadores socioeconômicos revelando marcantes desigualdades socioespaciais na incidência do óbito infantil, demonstrando a relevância desse indicador como evento sentinela das iniquidades em saúde.Introduction: Infant mortality is an important marker of living conditions and health of the population and its distribution is marked by regional and socioeconomic disparities. Objective: to analyze socio-spatial inequalities in infant mortality in the municipalities of Pernambuco in two time-cuts, from 2000 to 2004 and 2010 to 2014. Method: Quantitative, descriptive, ecological study in which secondary data were used referring to vital statistics and socioeconomic indicators of municipalities pernambucanos The Child Mortality Rate (IMR) was considered as a dependent variable, and as independent variables socioeconomic indicators of income, schooling, household conditions, primary health care coverage and the Human Development Index (HDI). The municipalities were aggregated into five clusters related to IMR and to the independent variables. The analysis considered the distribution of municipalities according to clusters; application of the correlation test between the IMR and said variables; characterization of municipalities' aggregates for variables with significance in the correlation and measurement of inequality measures. Results: A reduction of almost 50% in the IMT of the state was observed in the comparison of the two periods. The data point to an expressive inequality of IMR among the clusters in both periods, although with a reduction in the second five years. In the municipalities with the highest IMR, the worst socioeconomic indicators were also observed. IMR showed a significant correlation with the variables:% Extremely poor,% poor and HDI. The aggregation of the municipalities according to the independent variables was identified that where there are the worst socioeconomic indicators, a high IMR is also observed. Conclusions: The findings confirm the correlation between IMR and socioeconomic indicators revealing strong socio-spatial inequalities in the incidence of infant death, demonstrating the relevance of this indicator as a sentinel event of health inequities.