Kesulitan siswa dalam memahami operasi perkalian dan pembagian bilangan pecahan masih sering dijumpai dalam pembelajaran matematika di sekolah dasar. Kondisi ini menuntut penggunaan pendekatan yang dapat membantu siswa membangun pemahaman melalui pengalaman belajar langsung. Penelitian ini bertujuan menganalisis dampak implementasi model Discovery Learning dalam meningkatkan kinerja siswa kelas VI pada kompetensi operasi perkalian dan pembagian bilangan pecahan. Dengan menggunakan desain kuasi-eksperimental dengan kelompok nonequivalent, penelitian melibatkan 60 peserta didik dari UPT SPF SD Negeri Sudiang yang terbagi menjadi kelompok perlakuan (n=30) dan kelompok pembanding (n=30). Pengumpulan informasi dilakukan melalui instrumen tes tertulis dan lembar pengamatan pembelajaran, kemudian diproses dengan uji normalitas, homogenitas, dan uji-t independen. Temuan menunjukkan skor posttest rata-rata kelompok perlakuan (82,47) jauh melampaui skor kelompok pembanding (71,33) secara signifikan, dengan thitung = 4,285 dan nilai-p = 0,000 (p < 0,05). Magnitude effect Cohen's d = 1,28 mengindikasikan pengaruh yang sangat substansial. Skor normalized gain kelompok perlakuan (0,62) melampaui kelompok pembanding (0,38). Simpulannya, model Discovery Learning berhasil meningkatkan penguasaan operasi bilangan pecahan dan pemahaman konstruktif siswa terhadap materi. Temuan penelitian memberikan implikasi bahwa pendidik perlu mengimplementasikan strategi pembelajaran berbasis penemuan dengan persiapan sumber belajar yang komprehensif.