Mannen har tidigare varit anhållen för synnerligen grov misshandel, men brottsrubriceringen ändrades på torsdagen till mord sedan barnet avlidit.
Under torsdagseftermiddagen häktades mannen av Nyköpings tingsrätt men brottsrubriceringen ändrades då återigen. Mannen häktas nu på sannolika skäl misstänkt för synnerligen grov misshandel samt grovt vållande till annans död.
– Han förnekar brott och är givetvis förtvivlad över det som har hänt, säger advokat Cecilia Werner till Aftonbladet.
Det var på måndagsmorgonen som polisen larmades till en adress i Trosa kommun, där ett barn hittades allvarligt skadat. Barnet fördes till sjukhus med ambulanshelikopter.
Larmet inkom som ett olycksfall, men polisen fattade misstankar om brott och två personer anhölls misstänkta för synnerligen grov misshandel.
På onsdagen släpptes en av de två anhållna, och åklagaren uppgav då att brottsmisstankarna mot den personen inte är formellt nedlagda men att de har försvagats under utredningens gång.