Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penerapan model pembelajaran Investigation Through Cooperative Problem Solving (ITCPS) di kelas VIII ditinjau dari keterlaksanaan sintaks model pembelajaran ITCPS, dan untuk mengetahui peningkatan keterampilan proses sains siswa kelas VIII dengan penerapan model pembelajaran ITCPS dalam pembelajaran IPA. Metode penelitian yang digunakan adalah Penelitian Tindakan Kelas (PTK) yang terdiri dari dua siklus. Subjek penelitian ini adalah siswa kelas VIII 4 SMPN 3 Surakarta Tahun Ajaran 2023/2024 yang berjumlah 31 siswa. Metode pengumpulan data pada penelitian ini menggunakan instrumen berupa soal tes tertulis, lembar observasi, dan pedoman wawancara. Teknik analisis data yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan analisis deskriptif kualitatif. Aspek-aspek keterampilan proses sains yang dinilai yaitu observing, formulating hypotheses, experimenting, interpreting data, inferring, dan communicating. Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa model pembelajaran ITCPS dilaksanakan dalam dua siklus, masing-masing terdiri dari dua pertemuan, dengan sintak yang meliputi identifikasi masalah, merumuskan masalah, investigasi, menjelaskan, dan refleksi. Tingkat keterlaksanaan meningkat dari 91,30% pada siklus pertama menjadi 100% pada siklus kedua setelah refleksi pembelajaran. Penerapan model ITCPS meningkatkan keterampilan proses sains siswa kelas VIII 4 SMP Negeri 3 Surakarta, setelah siswa melakukan rangkaian proses pembelajaran melalui praktikum terkait getaran menggunakan bandul sederhana dan gelombang menggunakan slinki karena praktikum memberikan pengalaman langsung untuk siswa. Selain itu, penerapan model pembelajaran ITCPS juga dapat menciptakan lingkungan belajar yang interaktif dan kolaboratif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada aspek observing meningkat dari 47.8% menjadi 86.7%. Pada aspek formulating hypotheses meningkat dari 48.4% menjadi 90%. Pada aspek experimenting meningkat dari 17.2% menjadi 96.25%. Pada aspek interpreting data meningkat dari 28.5% menjadi 85%. Pada aspek inferring meningkat dari 22.6% menjadi 83.3%. Pada aspek communicating meningkat dari 19.4% menjadi 84.7%. Dengan peningkatan nilai rata-rata KPS dari 30.4% menjadi 85.1%.