Generalized Additive Models merupakan salah satu metode yang mampu menangani kondisi data yang variabel responnya tidak harus berdistribusi normal dan hubungan dengan variabel prediktor juga tidak harus linier. Pencocokan model GAM untuk menghasilkan kurva yang lebih mulus dan menghindari terjadinya misfitting menggunakan pendekatan P-spline. Penerapan GAM basis P-spline dalam penelitian ini menggunakan data Angka Kematian Bayi di Provinsi Aceh tahun 2012-2015. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui model terbaik GAM basis P-spline dan mengetahui variabel-variabel yang berpengaruh terhadap Angka Kematian Bayi di Provinsi Aceh. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa model terbaik GAM dengan basis P-spline yang dapat menjelaskan angka kematian bayi di Provinsi Aceh periode tahun 2012-2015 dengan menggunakan titik knot 7. Faktor yang berpengaruh kuat terhadap Angka Kematian Bayi di Provinsi Aceh adalah Bayi Berat Lahir Rendah (BBLR), tahun 2014, dan kabupaten/kota dengan kategori Aceh Singkil, Gayo Lues, Pidie, Pidie Jaya, Sabang, Subulussalam, Aceh Jaya, Bireuen, Nagan Raya, Aceh Tenggara, Aceh Timur, dan Simeulue.