Penelitian ini bertujuan menganalisis peningkatan kemampuan berpikir kreatif dan kemandirian belajar siswa melalui penerapan project-based learning terintegrasi STEM serta menguji pengaruh dan besar kontribusi model terhadap kedua variabel. Jenis penelitian adalah penelitian kuantitatif metode quasi cksperimental design. Populasi penelitian ini adalah seluruh siswa kelas XI SMK di Purbalingga. Sampel penelitian ini adalah siswa XI TKJ di SMKN 1 Purbalingga dan SMKN 1 Kemangkon yang diambil dengan teknik purposive sampling. Instrumen penelitian ini berupa tes kemampuan berpikir kreatif dan angket kemandirian belajar. Hasil uji validitas nilai r hitung 0,3809 menunjukkan soal nomor 2, 3, 4, dan 6 memiliki nilai r hitung > r tabel, sehingga dinyatakan valid. Hal ini menunjukkan instrumen layak digunakan mengukur kemampuan berpikir kreatif. Uji validitas angket kemandirian belajar menggunakan analisis faktor. Hasil keseluruhan memenuhi kriteria valid dan relevan. Hasil uji reliabilitas instrumen kemampuan berpikir kreatif 0,74 dan kemandirian belajar 0,773 schingga disimpulkan instrumen reliabel. Hasil uji N-Gain SMKN 1 Purbalingga peningkatan kemampuan berpikir kreatif kelas eksperimen 51,20% dan kelas kontrol 20.82%. Hasil SMKN 1 Kemangkon kelas eksperimen 38,74% dan kelas kontrol 20,88%. Hal ini mengindikasikan perlakuan kepada kelas eksperimen memiliki pengaruh lebih besar dalam meningkatkan kemampuan berpikir kreatif dibandingkan pembelajaran kelas kontrol. Hasil uji N-Gain kemandirian belajar di SMKN 1 Purbalingga kelas eksperimen 6,94% dan kelas kontrol 2.9%. dan SMKN i Kemangkon kelas eksperimen sebesar 4.47% dan kelas kontrol 0.15%. Perbedaan skor N-Gain ini tergolong sangat kecil. Hal ini menunjukkan meskipun terdapat peningkatan kemandirian belajar, peningkatan tersebut belum menunjukkan perbedaan yang berarti antara kedua kelompok. Hasil analisis manova SMKN 1 Purbalingga untuk partial eta squared terhadap kemampuan berpikir kreatif 0,067 sedangkan kemandirian belajar 0,499. sedangkan nilai multivariat 0,548. Hasil SMK N 1 Kemangkon variabel kemampuan berpikir kreatif 0,506 dan kemandirian belajar 0,047. Sedangkan secara multivariat 0,530. Nilai tersebut mengonfirmasi bahwa secara multivariat, project-based learning terintegrasi STEM memberikan pengaruh signifikan terhadap perkembangan kedua kemampuan siswa tersebut.