Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan modul ajar matematika berbantuan LKPD berbasis deep learning menggunakan kerangka Understanding by Design (UbD) pada materi regresi linier yang valid dan praktis. Penelitian ini adalah pengembangan (Research and Development) dengan menggunakan model 4D (define, design, develop, dan disseminate). Namun, penelitian ini hanya dilaksanakan hingga tahap develop karena keterbatasan waktu penelitian. Subjek uji coba penelitian adalah 36 siswa kelas XI di salah satu SMA Kota Malang. Instrumen penelitian berupa lembar validasi modul ajar, lembar validasi LKPD, dan angket respons siswa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa modul ajar memperoleh nilai rata-rata validasi sebesar 3,91 dengan kategori valid, sedangkan LKPD memperoleh nilai rata-rata 3,90 dengan kategori valid. Hasil uji kepraktisan menunjukkan persentase rata-rata sebesar 84,61% dengan kategori praktis. Modul ajar yang dikembangkan mampu menciptakan pembelajaran yang bermakna, berkesadaran, dan menyenangkan melalui integrasi kerangka UbD, pendekatan deep learning, dan model problem based learning.