Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis: (1) Penerapan pembelajaran berpendekatan Dilemma Stories dengan model Project Based Learning berbasis Science, Technology, Engineering, Art, and Mathematics untuk siswa kelas XI-F2 SMA Negeri 6 Surakarta pada materi asam basa, (2) Keterampilan berpikir kritis siswa kelas XI F-2 SMA Negeri 6 Surakarta pada materi asam basa setelah menggunakan pembelajaran berpendekatan Dilemma Stories dengan model Project Based Learning berbasis Science, Technology, Engineering, Art, and Mathematics. Penelitian yang dilakukan merupakan penelitian kualitatif deksriptif. Penelitian dilakukan dengan teknik pengambilan sampel purposive sampling. Sumber data diperoleh dari kelas XI-F2 SMA Negeri 6 Surakarta. Data diperoleh melalui teknik pengambilan data dengan observasi, jurnal reflektif siswa, wawancara, dan kuesioner CCVLES. Validitas data yang diperoleh diuji menggunakan teknik triangulasi data. Hasil penelitian menunjukkan: (1) Pendekatan Dilemma Stories dengan model pembelajaran STEAM-PjBL dapat diterapkan dalam pembelajaran kimia materi asam basa. (2) Penerapan pendekatan Dilemma Stories dengan model pembelajaran STEAM-PjBL dapat meningkatkan keterampilan berpikir kritis siswa di kelas XI-F2 SMA Negeri 6 Surakarta pada materi asam basa.