Penelitian ini bertujuan untuk (1) menganalisis perbedaan kemampuan berpikir kreatif antara siswa dengan pembelajaran problem based learning dan problem based learning dipadu role playing (2) menganalisis perbedaan kemampuan berpikir kreatif antara siswa dengan kemampuan akademik rendah, sedang, dan tinggi (3) mengetahui ada atau tidaknya interaksi antara model pembelajaran dan kemampuan akademik awal terhadap kemampuan berpikir kreatif siswa. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen semu (quasi experiment). Desain penelitian yang digunakan adalah post-test only non equivalent group. Populasi dalam penelitian adalah seluruh siswa kelas X SMA Negeri 2 Karanganyar yang berumlah 214 siswa. Sampel yang diambil dari populasi tersebut berjumlah dua kelas yaitu kelas X MIPA 1 sejumlah 35 siswa sebagai kelas eksperimen dan X MIPA 6 sejumlah 36 siswa sebagai kelas kontrol. Teknik pengambilan sampel yang digunakan yaitu cluster random sampling. Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah observasi, dokumentasi, dan tes. Uji prasyarat analisis data menggunakan uji normalitas dan homogenitas, sedangkan uji hipotesis menggunakan uji anova dua jalur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) terdapat perbedaan kemampuan berpikir kreatif antara siswa yang diberikan pembelajaran problem based learning dengan problem based learning dipadu role playing (2) terdapat perbedaan kemampuan berpikir kreatif antara siswa yang memiliki kemampuan akademik rendah, sedang, dan tinggi (3) terdapat interaksi antara model pembelajaran dan kemampuan akademik terhadap kemampuan berpikir kreatif siswa.