Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mengetahui kemampuan pemecahan masalah geometri bangun ruang yang lebih baik antara peserta didik yang diajar menggunakan model PjBL berbantuan puzzle tangram dan peserta didik yang diajar menggunakan model pembelajaran langsung berbantuan media realia; 2) perbedaan kemampuan pemecahan masalah geometri bangun ruang antara peserta didik yang memiliki kecerdasan visual spasial tinggi, sedang, dan rendah; 3) interaksi antara model pembelajaran dan kecerdasan visual spasial terhadap kemampuan pemecahan masalah geometri bangun ruang peserta didik. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen semu (quasi experimental) dengan desain Non-equivalent Control Group Design. Populasi penelitian meliputi seluruh peserta didik kelas VI Sekolah Dasar Negeri di Kecamatan Weru, Kabupaten Sukoharjo. Sampel penelitian terdiri dari 112 peserta didik yang dibagi menjadi kelompok eksperimen sebanyak 55 peserta didik dan kelompok kontrol sebanyak 57 peserta didik. Teknik sampling yang digunakan adalah teknik cluster random sampling. Instrumen penelitian terdiri dari tes kemampuan pemecahan masalah geometri bangun ruang dan tes kecerdasan visual spasial. Analisis data menggunakan analisis variansi dua jalan dengan sel tak sama (Two-Way ANOVA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa: 1) model PjBL berbantuan puzzle tangram lebih baik dalam meningkatkan kemampuan pemecahan masalah geometri bangun ruang dibandingkan pembelajaran langsung berbantuan media realia (F = 78,886; p < 0,001), dengan rerata kelompok eksperimen yang menggunakan model PjBL berbantuan puzzle tangram (77,60) lebih tinggi daripada kelompok kontrol yang menggunakan pembelajaran langsung berbantuan media realia (67,67); 2) terdapat perbedaan kemampuan pemecahan masalah yang signifikan berdasarkan tingkat kecerdasan visual spasial (F = 224,105; p < 0,001), dimana peserta didik dengan kecerdasan visual spasial tinggi (85,66) lebih baik daripada sedang (70,35) dan rendah (53,00); 3) tidak terdapat interaksi antara model pembelajaran dan kecerdasan visual spasial terhadap kemampuan pemecahan masalah (F = 1,779), yang menunjukkan bahwa keunggulan model PjBL berbantuan puzzle tangram bersifat konsisten pada semua tingkat kecerdasan visual spasial. Hal ini menunjukkan bahwa model PjBL berbantuan puzzle tangram efektif meningkatkan kemampuan pemecahan masalah geometri bangun ruang peserta didik kelas VI sekolah dasar.