Rendahnya sustainable consciousness siswa sekolah dasar menunjukkan perlunya pembelajaran yang mampu menghubungkan materi dengan isu keberlanjutan. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh pembelajaran mendalam yang terintegrasi dengan Education for Sustainable Development (ESD) terhadap sustainable consciousness siswa kelas V sekolah dasar serta membandingkan capaian kelas eksperimen dan kelas kontrol. Penelitian menggunakan pendekatan kuantitatif dengan desain quasi experimental tipe Nonequivalent Control Group Design. Sampel penelitian terdiri atas 77 siswa di SD Negeri Kalijaya 03 Kabupaten Bekasi yang dipilih menggunakan teknik purposive sampling, meliputi 41 siswa kelas eksperimen dan 36 siswa kelas kontrol. Data dikumpulkan melalui tes pilihan ganda yang mengukur dimensi pengetahuan sustainable consciousness dan dianalisis menggunakan uji normalitas, uji homogenitas, serta Independent Samples t-test. Hasil analisis menunjukkan bahwa pembelajaran mendalam yang terintegrasi dengan ESD memberikan pengaruh signifikan terhadap sustainable consciousness siswa (Sig. 2-tailed = 0,016; p < 0,05). Rata-rata nilai posttest kelas eksperimen (75,90) lebih tinggi dibandingkan kelas kontrol (64,97). Temuan ini menunjukkan bahwa integrasi pembelajaran mendalam dengan ESD efektif meningkatkan sustainable consciousness siswa, khususnya pada dimensi pengetahuan dalam konteks pelestarian ekosistem air, serta mendukung implementasi pembelajaran berorientasi pembangunan berkelanjutan di sekolah dasar melalui pengalaman belajar yang kontekstual, bermakna, reflektif, dan mendorong kepedulian siswa terhadap lingkungan secara berkelanjutan dalam kehidupan sehari-hari konsisten.