Penelitian ini bertujuan untuk: 1) menghasilkan modul pembelajaran berbasis project based learning terintegrasi literasi sains untuk memberdayakan keterampilan berpikir kritis dan kemandirian peserta didik; 2) menganalisis kelayakan modul pembelajaran berbasis project based learning terintegrasi literasi untuk memberdayakan keterampilan berpikir kritis dan kemandirian peserta didik; 3) menganalisis efektivitas modul pembelajaran berbasis project based learning terintegrasi literasi sains untuk memberdayakan keterampilan berpikir kritis dan kemandirian belajar peserta didik.Penelitian pengembangan modul pembelajaran ini menggunakan prosedur Borg and Gall yang dimodifikasi yang terdiri 7 tahap yaitu: 1) penelitian pendahuluan dan pengumpulan informasi; 2) perencanaan; 3) pengembangan bentuk produk awal; 4) uji coba kelompok kecil; 5) revisi terhadap produk utama; 6) uji coba pemakaian produk; 7) revisi terhadap produk akhir. Data penelitian diperoleh dengan instrumen angket kebutuhan peserta didik dan guru, angket validasi ahli dan praktisi Pendidikan, angket respon peserta didik untuk uji skala kecil dan skala besar, soal pretest posttest keterampilan berpikir kritis berbentuk uraian dan angket pretest posttest kemandirian belajar. Analisis data yang digunakan selama pengembangan adalah analisis deskriptif, analisis kelayakan modul berdasarkan skor kriteria, dan analisis tes keterampilan berpikir kritis dan kemandirian belajar menggunakan uji MANOVA dan uji N-Gain.Hasil penelitian disimpulkan bahwa: 1) modul pembelajaran telah berhasil dikembangkan dengan mengacu pembelajaran dengan sintaks model project based learning terintegrasi literasi sains untuk memberdayakan keterampilan berpikir kritis dan kemandirian belajar; 2) modul pembelajaran yang dikembangkan dinyatakan layak untuk digunakan berdasarkan hasil validasi oleh dosen ahli materi, media, pembelajaran dan bahasa, praktisi pendidikan dan analisis respon peserta didik; 3) modul pembelajaran berbasis project based learning terintegrasi literasi sains efektif memberdayakan keterampilan berpikir kritis dan kemandirian berdasarkan hasil MANOVA yang menyatakan terdapat pengaruh yang signifikan antara modul pembelajaran berbasis project based learning terintegrasi literasi sains terhadap keterampilan berpikir kritis dan kemandirian belajar peserta didik, peningkatan Keterampilan Berpikir Kritis memperoleh N-gain score sebesar 0,52 yang menunjukkan kategori sedang, dan peningkatan kemandirian belajar memperoleh N-gain score sebesar 0,48 yang menunjukkan kategori sedang.