Penelitian ini dilatar belakangi oleh hasil belajar peserta didik yang masih rendah yakni dengan rata-rata 73. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendeskripsikan peningkatan hasil belajar peserta didik dalam pembelajaran tematik terpadu menggunakan model cooperative learning tipe two stay two stray. Penelitian ini dilaksanakan di Kelas V Sekolah Dasar Negeri 16 Tarok Dipo Kota Bukittinggi. Pendekatan yang digunakan yaitu pendekatan kualitatif dan kuantitatif. Jenis penelitian ini adalah penelitian tindakan kelas (PTK) yang dilaksanakan dalam dua siklus, siklus I dilaksanakan 2 pertemuan, dan siklus II dilaksanakan 1 pertemuan. Hasil penelitian menunjukkan adanya peningkatan, pada siklus I dimulai dengan hasil analisis penyusunan: a) RPP menunjukkan rata-rata 83,33% (B) dan siklus II menjadi 94,44% (SB), b) Pelaksanaan aspek guru siklus I rata-rata 85,94% (B) dan siklus II 96,87% (SB), sedangkan pelaksanaan aspek peserta didik siklus I rata-rata 84,38% (B), dan siklus II menjadi 93,75% (SB), c) Penilaian terhadap peserta didik pada siklus I diperoleh rata-rata 76,6 dan siklus II rata-rata 85,65. Berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan model ini dapat meningkatkan hasil belajar peserta didik pada pembelajaran tematik terpadu.