Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan proses pemecahan masalah matematis berdasarkan keikutsertaan siswa dalam bimbingan belajar. Jenis penelitian yang digunakan yaitu deskriptif dengan pendekatan studi kasus. Teknik pengumpulan data dalam penelitian ini berupa tes tertulis dalam bentuk uraian dengan indikator soal non rutin (memiliki banyak strategi atau banyak solusi dan memerlukan penguraian langkah-langkah secara terperinci) dan wawancara. Teknik pengambilan sampel dilakukan dengan purposive sampling. Sampel diambil sebanyak 9 siswa yang mengikuti bimbingan belajar dan 5 siswa yang tidak mengikuti bimbingan belajar, dimana sampel yang dipilih berasal dari masing-masing tipe jawaban siswa yang diperoleh penulis berdasarkan hasil tes. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan proses pemecahan masalah pada siswa berdasarkan keikutsertaan bimbingan belajar, yaitu siswa yang mengikuti bimbingan belajar mengawali proses pemecahan dengan mengidentifikasi masalah. Identifikasi masalah dilakukan dengan membaca sekilas soal untuk mengetahui intisari permasalahan setelah itu dilanjutkan menebak strategi. Siswa cenderung tidak menuliskan informasi yang diketahui di soal dan tidak melakukan penjelasan pada perencanaan pengerjaan namun langsung menulis perhitungan dan hasil yang diperoleh. Siswa juga cenderung menggunakan strategi alternatif yang dapat mempercepat mereka menemukan solusi dan dapat menggunakan lebih dari satu strategi dalam penyelesaian. Sedangkan siswa yang tidak mengikuti bimbingan belajar mengawali proses pemecahan dengan mengumpulkan informasi, seperti menuliskan apa yang diketahui dan ditanya pada lembar jawaban dan perlu membaca soal secara berulang-ulang untuk memahami permasalahan, menentukan rencana, dan mengetahui apa saja yang diperlukan dalam perhitungan. Siswa cenderung hanya dapat menggunakan strategi tunggal.