Perubahan zaman yang cepat di abad ke-21 menuntut peserta didik untuk memiliki berbagai keterampilan, salah satunya adalah creative thinking skills. Namun, data menunjukkan bahwa kemampuan berpikir kreatif siswa di Indonesia masih tergolong rendah, khususnya dalam pembelajaran kimia yang cenderung bersifat abstrak dan berpotensi menimbulkan miskonsepsi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh model pembelajaran Project Based Learning berbasis Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM-PjBL) terhadap creative thinking skills dan hasil belajar siswa pada materi larutan elektrolit dan non elektrolit. Penelitian menggunakan metode quasi experimen dengan desain pretest posttest non equivalent control group. Subjek penelitian adalah siswa kelas XI di SMAN 6 Surakarta. Teknik pengumpulan data menggunakan metode tes dan non tes. Implementasi STEM-PjBL diawali dengan pembagian kelompok berdasarkan kemampuan kognitif, kemudian guru menjelaskan konsep materi berbantuan media interaktif berupa simulasi PhET Colorado serta dengan adanya penilaian proyek berupa pembuatan alat uji daya hantar listrik. Hasil analisis menunjukkan bahwa model STEM-PjBL berpengaruh secara signifikan dalam meningkatkan kemampuan creative thinking skills siswa, yang ditunjukkan melalui aspek fluency, flexibility, originality, dan elaboration. Hal tersebut juga berpengaruh dalam meningkatkan hasil belajar yang signifikan setelah diterapkannya model PjBL dengan pendekatan STEM. Penerapan STEM-PjBL menjadikan pembelajaran lebih bermakna, kontekstual, dan mendorong keterlibatan aktif siswa. Dengan demikian, model STEM-PjBL direkomendasikan sebagai alternatif strategi pembelajaran inovatif yang dapat menunjang ketercapaian kompetensi dalam Kurikulum Merdeka serta mengembangkan creative thinking skills yang dapat dilihat melalui hasil belajar siswa.