Penelitian ini bertujuan untuk (1) Mendeskripsikan langkah-langkah penerapan model pembelajaran Project Based Learning dalam meningkatkan Higher Order Thinking Skills pada pembelajaran IPA, (2) Meningkatkan Higher Order Thinking Skills pada pembelajaran IPA menggunakan model pembelajaran Project Based Learning. Penelitian ini merupakan penelitian tindakan kelas (PTK) yang dilaksanakan dalam dua siklus. Setiap siklusnya terdiri dari dua pertemuan. Subjek penelitian ini adalah guru dan peserta didik kelas V SDN Ngabeyan 01 yang berjumlah 18 peserta didik. Data dalam penelitian ini adalah data kualitatif yaitu hasil wawancara dan observasi, serta data kuantitatif berupa hasil tes. Teknik pengumpulan data menggunakan observasi, wawancara, dan tes. Teknik uji validitas data yang digunakan adalah triangulasi teknik dan triangulasi sumber data. Analisis data menggunakan teknik analisis interaktif, yaitu reduksi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan. Hasil penelitian disimpulkan bahwa, (1) Penerapan model Project Based Learning untuk meningkatkan higher order thinking skills pada pembelajaran IPA dilaksanakan dengan langkah-langkah, yaitu: (a) menentukan pertanyaan mendasar, (b) merencanakan proyek, (c) menyusun jadwal proyek, (d) mengawasi proyek, (e) uji coba hasil, dan (f) evaluasi. (2) Penerapan model Project Based Learning dapat meningkatkan Higher Order Thinking Skills pada pembelajaran IPA di kelas V SDN Ngabeyan 01 Kartasura Sukoharjo ditunjukkan dengan persentase ketuntasan tes soal HOTS peserta didik pada siklus I sebesar 55,56% untuk soal C4, 55,56% untuk soal C5, dan 66,67% untuk soal C6. Sedangkan persentase ketuntasan pada siklus II sebesar 83,33% untuk soal C4, 83,33% untuk soal C5, dan 83,33% untuk soal C6. Rata-rata persentase observasi Higher Order Thinking Skills peserta didik selama pembelajaran pada siklus I sebesar 77,33?n siklus II sebesar 83,31%.