Kabupaten Pesisir Selatan dipilih karena tingginya angka diare pada balita serta kerentanannya terhadap faktor lingkungan dan sosial ekonomi. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi determinan kejadian diare pada balita melalui analisis multilevel di Kabupaten Pesisir Selatan tahun 2024. Desain penelitian adalah cross-sectional dengan pendekatan kuantitatif. Data diperoleh dari survei individu balita, karakteristik rumah tangga, dan data wilayah Dinas Kesehatan. Analisis dilakukan pada tiga level: individu (umur, status gizi, imunisasi dasar, dan riwayat ASI eksklusif), rumah tangga (pendidikan ibu, pekerjaan orang tua, status ekonomi, dan penerapan PHBS), serta wilayah (cakupan air bersih dan ketinggian wilayah). Data dianalisis secara univariat, bivariat (uji chi-square), dan multilevel modeling menggunakan SPSS dan STATA. Hasil menunjukkan status gizi dan riwayat ASI eksklusif berhubungan signifikan dengan kejadian diare (p<0,05). Pada level rumah tangga, pendidikan ibu dan status ekonomi keluarga juga berhubungan bermakna (p<0,05), sedangkan cakupan air bersih dan ketinggian wilayah tidak signifikan (p>0,05). Faktor dominan yang memengaruhi kejadian diare adalah status gizi balita. Penelitian ini menyimpulkan bahwa faktor individu dan rumah tangga lebih berperan dibanding faktor wilayah. Upaya pencegahan perlu difokuskan pada peningkatan gizi anak, promosi ASI eksklusif, pendidikan ibu, dan ekonomi keluarga.