Anemia pada kehamilan merupakan salah satu faktor pencetus tingginya angka mortalitas maternal. Kondisi ini menyebabkan perdarahan dan sepsis selama kehamilan, serta menyebabkan bayi yang dilahirkan menjadi prematur dan BBLR. Prevalensi anemia pada kehamilan di Indonesia saat ini terus mengalami peningkatan. Salah satu cara yang telah diterapkan selama ini untuk mengatasi permasalahan dalam kehamilan adalah melalui pelayanan antenatal terpadu yang berulang kali sudah mengalami perbaikan dari segi standar yang ditawarkan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara pelaksanaan pelayanan antenatal terpadu dengan anemia defisiensi zat besi di Puskesmas Darul Imarah Kabupaten Aceh Besar. Penelitian ini merupakan correlation study dengan pendekatan cross sectional. Populasi pada penelitian ini adalah 1.285 ibu hamil di Kecamatan Darul Imarah. Responden penelitian ini adalah 102 ibu hamil yang direkrut dengan metode purposive sampling. Teknik pengumpulan data dilakukan melalui observasi dan wawancara terpimpin menggunakan lembar checklist dan kuesioner. Analisa data menggunakan uji chi-square. Hasil pengolahan data menunjukkan bahwa pelayanan antenatal terlaksana secara terpadu sebanyak 94.1% dan prevalensi anemia adalah 30.4%. Ditemukan adanya hubungan antara pelaksanaan pelayanan antenatal terpadu dengan anemia defisiensi zat besi di Puskesmas Darul Imarah Kabupaten Aceh Besar (p-value < 0.05), dengan pemeriksaan lingkar lengan atas (0.008), pemeriksaan laboratorium (0.005) dan pemberian tablet tambah darah (0.000). Diharapkan kepada penyedia layanan antenatal terpadu agar dapat meningkatkan kualitas layanan yang diberikan sehingga berbagai masalah kesehatan selama kehamilan khususnya anemia defisiensi zat besi dapat dideteksi dan ditangani segera.