As malformações congênitas representam importante causa de mortes infantis e incapacidade ao longo da vida. O objetivo deste estudo foi analisar a série temporal da mortalidade infantil por malformações congênitas de 1999 a 2016 e sua previsão até 2021, no Recife (PE). Trata-se de um estudo de série temporal, realizado a partir de dados do Sistema de Informações sobre Mortalidade e Sistema de informações sobre nascidos vivos. Considerou-se, para a população de estudo, todos os nascidos vivos que tiveram como causa de óbito as malformações congênitas. Calculou-se as proporções, taxas e variações de 1999 a 2008 e 2009 a 2016 relacionadas às características maternas e da criança com auxílio do Epi Info™ 7.1.5.0. O modelo autorregressivo integrado de médias móveis (Arima) foi utilizado para análise de séries temporais da proporção de óbitos (2,1,1) e (2,1,1) e taxa de mortalidade infantil por malformações congênitas. Foram registrados 6.271 óbitos infantis, 1.362 (21,7%) por malformações congênitas. O componente etário neonatal precoce foi o mais frequente no primeiro (n = 317; 45,6%) e segundo período (n = 286; 42,9%). As doenças do sistema circulatório foram responsáveis por 257 (37%) e 210 óbitos (31,5%), respectivamente. Para prever a série temporal da proporção e taxa da mortalidade infantil por malformações congênitas no período de 2017 a 2021 testou-se vários argumentos de ordem do Arima. Observou-se que o mais apropriado para análise da série de proporção de óbitos foi o Sarima (2,1,1) e (2,1,1) que previu tendência ascendente e para a taxa de mortalidade o Sarima (2,1,1) e (2,1,2) que anteviu tendência declinante para os próximos anos. A tendência crescente na proporção desses óbitos demonstra a necessidade de abordagens voltadas à saúde materna e infantil que possibilite a diminuição da mortalidade logo após o nascimento e durante o primeiro ano de vida com acesso às estratégias direcionadas à prevenção de novos casos. Conclui-se que o uso do Arima é uma estratégia bastante útil para o conhecimento e análise das malformações congênitas, pois permite entender como um problema de saúde reage ao longo do tempo. Desse modo, espera-se que este trabalho possa contribuir para a formulação de estratégias e tomada de decisões com o intuito de reduzir as mortes por essa causa. Palavras-chave: Mortalidade infantil. Malformações congênitas. Sistemas de informações em saúde. Estatísticas vitais. Estudos de séries temporais.