Penelitian bertujuan untuk mengetahui perbedaan kemampuan berpikir kritis dan kreatif siswa menggunakan model discovery learning dipadu metode role playing dengan model discovery learning tanpa metode role playing. Penelitian ini merupakan penelitian quasi experiment. Desain penelitian yang digunakan posttest-only control group design untuk mengukur kemampuan berpikir kritis dan kreatif. Populasi dalam penelitian ini adalah siswa kelas XI SMA Negeri Gondangrejo tahun pelajaran 2022/2023. Sampel yang digunakan adalah kelas XI MIPA 1 sebagai kelas kontrol dan XI MIPA 4 sebagai kelas Eksperimen. Kelas kontrol menggunakan model discovery learning, sedangkan kelas eksperimen menggunakan model discovery learning dipadu metode role playing. Teknik pengambilan sampel yang digunakan adalah cluster random sampling. Pengumpulan data menggunakan tes uraian (kemampuan berpikir kritis dan kreatif), observasi (keterlaksanaan sintaks), dan dokumentasi. Uji hipotesis data kemampuan berpikir kritis dan kreatif menggunakan uji beda dan uji manova. Hasil uji t kemampuan berpikir kritis menunjukkan sig. 0,001 < 0>discovery learning sebesar 69,82 dan kelas eksperimen yang menggunakan perpaduan model discovery learning dipadu role playing sebesar 75,87. Berdasarkan uji manova data kemampuan berpikir kritis dan kreatif menunjukkan hasil nilai signifikansi 0,003 < 0>discovery learning dipadu role playing berpengaruh pada kemampuan siswa dalam berpikir kritis dan berpikir kreatif. Proses pembelajaran yang menggunakan model discovery learning dipadu role playing membuat siswa tertarik untuk mengikuti pembelajaran sehingga siswa lebih fokus dan kemampuan berpikir siswa dapat terasah secara optimal. Role playing dapat mengembangkan pemikiran kritis dengan melibatkan siswa dalam skenario kasus yang berbeda untuk mendemonstrasikan situasi kehidupan nyata. Role playing menimbulkan suasana yang baru serta memberikan pengalaman belajar yang berbeda, sehingga membentuk siswa untuk berfikir lebih kreatif.