Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan implementasi Pembelajaran Mendalam (Deep Learning) serta mengungkap pengalaman peserta didik dalam membangun pemahaman konsep dan kemampuan berpikir kritis pada pembelajaran Fisika, khususnya materi Pengukuran dalam Kerja Ilmiah di kelas X SMA PGRI Cibadak Sukabumi. Penelitian menggunakan pendekatan kualitatif dengan metode fenomenologi untuk memperoleh pemahaman yang mendalam mengenai pengalaman belajar peserta didik selama implementasi pembelajaran. Informan penelitian terdiri atas satu guru Fisika dan peserta didik kelas X yang dipilih menggunakan teknik purposive sampling. Data dikumpulkan melalui observasi partisipatif pasif, wawancara semi-terstruktur, dan studi dokumentasi, kemudian dianalisis menggunakan model Miles, Huberman, dan SaldaƱa melalui tahapan reduksi data, penyajian data, serta penarikan kesimpulan dan verifikasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa implementasi Pembelajaran Mendalam menghadirkan pengalaman belajar yang lebih bermakna bagi peserta didik melalui keterlibatan aktif dalam kegiatan praktikum, diskusi, presentasi, dan refleksi pembelajaran. Pengalaman tersebut tercermin dari perubahan cara peserta didik memahami konsep fisika, menghubungkan konsep dengan fenomena kehidupan sehari-hari, serta mengembangkan kemampuan berpikir kritis melalui aktivitas menganalisis permasalahan, mengevaluasi hasil pengukuran, dan menyusun argumentasi berdasarkan bukti ilmiah. Meskipun implementasinya masih menghadapi kendala berupa keterbatasan sarana praktikum dan waktu pembelajaran, guru mampu mengoptimalkan proses pembelajaran melalui strategi kolaboratif sehingga keterlibatan peserta didik tetap terjaga. Temuan penelitian menunjukkan bahwa Pembelajaran Mendalam merupakan pendekatan yang relevan untuk mendukung implementasi Kurikulum Merdeka melalui pembelajaran Fisika yang lebih bermakna dan berpusat pada peserta didik.