Tujuan penelitian ini untuk mengkaji perbedaan peningkatan kemampuan berpikir kreatif dan pemecahan masalah antara siswa yang mendapatkan pembelajaran model investigasi kelompok dengan siswa yang mendapatkan pembelajaran biasa. Subjek penelitian ini adalah siswa Madrasah Aliyah dengan sampel penelitian terdiri dari dua kelas yang diambil secara acak dari delapan kelas XI yang ada di Madrasah Aliyah Negeri 2 Kota Bandung dengan teknik purposive sampling. Kelas pertama sebagai kelas kontrol dan kelas kedua sebagai kelas eksperimen. Kelas kontrol memperoleh pembelajaran biasa dan kelas eksperimen memperoleh pembelajaran dengan model investigasi kelompok. Pengumpulan data hasil penelitian menggunakan instrumen berupa soal-soal tes kemampuan berpikir kreatif dan pemecahan masalah matematis dianalisis secara kuantitatif. Data sebelum dianalisis terlebih dahulu diuji normalitas dan homogenitas dilanjutkan uji-t, jika data tidak normal memakai uji Mann-Whitney. Data hasil skala sikap dianalisis secara kualitatif. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa adanya perbedaan peningkatan kemampuan berpikir kreatif dan pemecahan masalah matematis antara siswa yang menggunakan pembelajaran model investigasi kelompok dengan siswa yang menggunakan pembelajaran biasa. Analisis data angket skala sikap memperlihatkan bahwa siswa bersikap positif terhadap pembelajaran matematika yang mencakup sikap terhadap pelajaran matematika, pembelajaran dengan model investigasi kelompok maupun terhadap soal-soal kemampuan berpikir kreatif dan pemecahan masalah matematis.