Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis: (1) Penerapan pendekatan dilemma stories dengan model group investigation (GI) untuk siswa kelas XI IPA SMA Batik 2 Surakarta, (2) Keterampilan berpikir kritis siswa pada materi laju reaksi menggunakan pendekatan dilemma stories dengan model group investigation (GI) untuk siswa kelas XI IPA SMA Batik 2 Surakarta. Penelitian yang dilakukan merupakan penelitian kualitatif deskriptif. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan teknik pengambilan sampel purposive sampling. Sumber data diperoleh dari siswa kelas XI IPA 1 dan XI IPA 4 SMA Batik 2 Surakarta. Data diperoleh melalui teknik pengambilan data dengan observasi, jurnal reflektif siswa, kuesioner CCVLES, wawancara, dan didukung oleh hasil pre test dan post test. Validitas data yang diperoleh diuji dengan menggunakan teknik triangulasi data. Hasil penelitian menunjukkan: (1) Pendekatan dilemma stories dengan model pembelajaran group investigation dapat diterapkan dalam pembelajaran kimia pada materi faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. (2) Penerapan pendekatan dilemma stories dengan model pembelajaran group investigation dapat meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa di kelas XI IPA 1 dan XI IPA 4 SMA Batik 2 Surakarta pada materi laju Reaksi melalui Lembar Kerja Peserta Didik berbasis dilemma stories.