Komposit Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) banyak digunakan karena keunggulan rasio kekuatan terhadap berat, ketahanan korosi, dan kemudahan fabrikasi. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan ketahanan panas dan stabilitas termal GFRP melalui penambahan filler pumice-based nanosilica (NSP) serta perlakuan suhu pasca-pemanasan. Matriks yang digunakan berupa resin poliester tak jenuh (UPRs) dengan penguat serat kaca susunan CSM-WR-CSM. Pengujian yang dilakukan meliputi uji bakar (ASTM D635-03), karakterisasi termal (TGA dan DSC), serta pengamatan makro. Hasil pengujian bakar menunjukkan peningkatan waktu penyalaan hingga 64 detik dan penurunan laju perambatan api hingga 18,7 mm/menit pada sampel dengan 0,5% NSP. Perlakuan pasca-pemanasan pada suhu 140°C memberikan waktu penyalaan tertinggi dan laju pembakaran terendah sebesar 15,9 mm/menit. Pengamatan makro menunjukkan formasi lapisan arang yang lebih merata dan kompak pada suhu pasca-pemanasan yang lebih tinggi. Karakterisasi TGA menunjukkan penurunan laju degradasi termal dan peningkatan residu padat, sementara analisis DSC menunjukkan peningkatan suhu transisi kaca (T_g) akibat peningkatan crosslinking. Kombinasi filler NSP dan perlakuan pasca-pemanasan terbukti efektif dalam meningkatkan ketahanan panas dan kestabilan termal komposit GFRP.