Penelitian ini berfokus pada deskripsi pembelajaran berdiferensiasi terhadap peningkatan kemampuan berpikir kritis pada materi operasi hitung aljabar. penelitian ini merupakan penelitian kualitatif dengan jenis studi kasus. Penelitian ini dilaksanakan di SMP Islam Sultan Agung Semarang dengan subjek penelitian adalah guru matematika dan 30 siswa kelas VII A5. Teknik pengumpulan data dilaksanakan dengan observasi, wawancara, dan studi dokumen. Hasil dari penelitian menunjukkan proses pembelajaran berdiferensiasi terhadap kemampuan berpikir kritis diawali identifikasi keragaman dengan asesmen awal berupa kesiapan belajar, dan gaya belajar siswa, guru membagi kelompok siswa berdasarkan asesmen. Diferensiasi konten berupa media pembelajaran yang bervariasi, dan memberikan lembar kerja yang berbeda tingkatan soalnya. Lembar kerja berbeda yang diberikan memfasilitasi langkah focus, reason, inference, situation, clarity dan overview dengan baik pada setiap soal dan perlakuan guru. Diferensiasi proses dilaksanakan dengan guru memberikan perlakuan yang berbeda sesuai dengan kondisi siswa atau tingkatan keragaman siswa saat mengerjakan lembar kerja. Diferensiasi produk berdasarkan asesmen gaya belajar siswa berupa tugas produk berdasarkan gaya belajarnya seperti audio-visual atau kinestetik berupa poster dan mind mapping. Peningkatan kemampuan berpikir kritis terbukti dari nilai lembar kerja pertemuan pertama, kedua, ketiga, dan tes kemampuan berpikir kritis. Interval nilai 81-100 dengan kategori sangat tinggi meningkat sampai 100%. Indikator kemampuan berpikir kritis juga dipenuhi oleh rata-rata 90% siswa.
Kata Kunci: Pembelajaran Berdiferensiasi, Kemampuan Berpikir Kritis, Operasi Hitung Aljabar