Berdasarkan hasil studi pendahuluan diperoleh bahwa peserta didik kelas VIII-C memiliki kemampuan komunikasi matematis dan kemampuan berpikir kritis yang masih rendah. Begitu juga berdasarkan wawancara dengan guru matematika kelas VIII yang menyatakan bahwa peserta didik kurang antusias terhadap pembelajaran matematika dan memiliki kemampuan komunikasi matematis dan kemampuan berpikir kritis yang rendah. Oleh sebab itu, kemampuan komunikasi matematis dan kemampuan berpikir kritis peserta didik perlu ditingkatkan. Peneliti menerapkan model pembelajaran Deep Dialogue Critical Thinking (DDCT) dalam pembelajaran. Model pembelajaran ini merupakan model pembelajaran yang mengutamakan kegiatan berdialog secara mendalam guna meningkatkan kemampuan komunikasi peserta didik dan kemampuan berpikir kritis peserta didik. Penelitian ini bertujuan untuk: (1)mendeskripsikan peningkatan kemampuan komunikasi matematis dan kemampuan berpikir kritis peserta didik setelah mengikuti pembelajaran dengan menggunakan model pembelajaran Deep Dialogue Critical Thinking pada materi statistika. (2)mendeskripsikan respon peserta didik terkait penerapan model pembelajaran Deep Dialogue Critical Thinking untuk meningkatkan kemampuan komunikasi matematis dan kemampuan berpikir kritis peserta didik pada materi statistika. Jenis penelitian yang digunakan adalah Penelitian Tindakan Kelas (PTK) sebanyak dua siklus dengan pendekatan kualitatif yang didukung dengan pendekatan kuantitatif. Kehadiran peneliti dalam penelitian ini adalah sebagai pemberi tindakan yang dibantu oleh dua orang pengamat dalam mengumpulkan data. Penelitian ini dilakukan di SMP Diponegoro Tumpang dengan 27 peserta didik kelas VIII-C sebagai subjek. Teknik pengumpulan data yang digunakan adalah teknik observasi, teknik wawancara, catatan lapangan, dan tes akhir siklus. Adapun indikator keberhasilan dalam penelitian ini terdiri dari empat aspek yang meliputi tes akhir siklus, lembar observasi kegiatan guru, lembar observasi aktivitas peserta didik, dan wawancara. Selain itu pengecekan keabsahan data dilasanakan dengan tiga teknik yaitu ketekunan pengamat, triangulasi, dan pemeriksaan sejawat. Adapun teknik analisis data yang digunakan pada penelitian ini meliputi teknik analisis data kualitatif dan teknik analisis data kuantitatif. Secara umum, hasil penelitian tindakan kelas ini diperoleh bahwa: (1) terdapat peningkatan terhadap kemampuan komunikasi matematis dan kemampuan berpikir kritis pada peserta didik setelah diberi tindakan dengan langkah-langkah pembelajaran yang meliputi menyampaikan tujuan pembelajaran, membangun komunitas, penemuan konsep dengan diskusi, refleksi dan evaluasi pada model pembelajaran Deep Dialogue Critical Thinking. Adapun hasil peningkatan ini secara rinci yaitu: (a) hasil observasi kegiatan guru pada siklus I mencapai sedangkan pada siklus II mencapai dengan peningkatan . (b) hasil observasi aktivitas peserta didik pada siklus I mencapai sedangkan pada siklus II mencapai dengan peningkatan . (c) hasil tes akhir siklus I peserta didik mencapai sedangkan pada siklus II mencapai dengan peningkatan . (2) Respon peserta didik dapat diketahui berdasarkan wawancara dengan peserta didik setelah tes akhir siklus, adapun pada siklus I diperoleh bahwa peserta didik merasa senang sedangkan pada siklus II diperoleh peserta didik yang diwawancarai mengaku senang dengan pembelajaran yang menerapkan model pembelajaran Deep Dialogue Critical Thinking. Kata kunci: Peningkatan, Kemampuan Komunikasi Matematis, Kemampuan Berpikir Kritis, Model Pembelajaran Deep Dialogue Critical Thinking, Statistika