Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis efektivitas pendekatan deep learning terhadap peningkatan hasil belajar dan pemahaman mendalam siswa dalam mata pelajaran Pendidikan Agama Islam (PAI) di SD Negeri 76 Kasambi. Pendekatan deep learning menekankan pada kemampuan berpikir kritis, reflektif, dan penerapan nilai-nilai keagamaan dalam konteks kehidupan sehari-hari. Metode penelitian yang digunakan adalah eksperimen dengan desain pretest-posttest control group design. Sampel penelitian terdiri atas 48 siswa kelas V yang dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok eksperimen yang mendapat pembelajaran berbasis deep learning dan kelompok kontrol yang mendapat pembelajaran konvensional. Data dikumpulkan melalui tes hasil belajar dan lembar observasi aktivitas siswa. Hasil penelitian menunjukkan adanya peningkatan signifikan pada hasil belajar siswa kelompok eksperimen dibandingkan kelompok kontrol. Rata-rata skor posttest kelompok eksperimen mencapai 86,75, sedangkan kelompok kontrol 77,10. Selain itu, observasi menunjukkan peningkatan keterlibatan aktif siswa dalam diskusi dan refleksi nilai-nilai PAI. Temuan ini menunjukkan bahwa pendekatan deep learning efektif dalam meningkatkan pemahaman konseptual dan spiritual siswa, sekaligus membentuk sikap religius yang lebih mendalam. Penelitian ini merekomendasikan penerapan deep learning secara berkelanjutan dalam pembelajaran PAI di sekolah dasar.