Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa yang belajar dengan pendekatan Differentiated Instruction (DI) dan siswa yang belajar dengan pendekatan konvensional (KV). Jenis penelitian ini adalah quasi eksperimen dengan desain kelompok kontrol non ekuivalen. Populasi berasal dari seluruh siswa kelas VIII salah satu SMP Negeri Bandung. Sampel terdiri dari dua kelas, yaitu kelas eksperimen yang berjumlah 29 siswa yang diberi pembelajaran dengan pendekatan DI dan kelas kontrol yang berjumlah 31 siswa yang diberi pembelajaran dengan pendekatan konvensional. Pemilihan sampel dilakukan dengan teknik purposive sampling. Analisis data dengan statistik nonparametrik Mann-Whitney U. Hasil analisis data menunjukkan bahwa skor rata-rata N-gain kemampuan koneksi matematis siswa DI sebesar 0,43 (kategori sedang) sedangkan skor rata-rata N-gain kemampuan koneksi matematis siswa KV sebesar 0,25(kategori rendah). Hal ini berarti bahwa peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa yang belajar dengan pendekatan DI lebih baik daripada siswa yang belajar dengan pendekatan konvensional. Pembelajaran DI dengan pengelompokkan berdasarkan minat lebih efektif memfasilitasi siswa melakukan aktivitas koneksi dalam proses diskusi.