Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan peningkatan kemampuan kerjasama siswa dan kualitas pembelajaran melalui model pembelajaran kooperatif tipe Two Stay Two Stray. Penelitian ini adalah Penelitian Tindakan Kelas (Classroom Action Research) dengan pendekatan kualitatif. PTK ini dilaksakan di XI MIA 9 SMA N 1 Yogyakarta. Data yang dikumpulkan dengan lembar observasi keterlaksanaan pembelajaran, lembar observasi kemampuan kerjasama siswa, angket kemampuan kerjasama, dan tes. Teknik analisis data yang digunakan adalah analisis deskriptif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa skor rata-rata kemampuan kerjasama siswa dalam pembelajaran matematika yang diperoleh meningkat dari kondisi awal yaitu pada kategori sedang meningkat menjadi pada kategori tinggi pada siklus pertama dan siklus kedua. Pada kondisi awal, rata-rata skor kemampuan kerjasama siswa adalah 84 sedangkan pada akhir siklus pertama menjadi 87 dan pada akhir siklus kedua 90. Persentase skor rata-rata siswa dalam kategori sangat tinggi diperoleh sebesar 10% dan siswa dalam kategori tinggi mencapai 66,67%. Hasil observasi kemampuan kerjasama siswa diperoleh sebesar 73,33% siswa mencapai kategori minimal tinggi. Persentase kelulusan siswa yang memperoleh nilai hasil belajar lebih dari KKM pada siklus I sebesar 76,67% dan pada siklus II sebesar 90%. Dengan demikian, setelah 2 siklus, pembelajaran menggunakan pembelajaran kooperatif tipe Two Stay Two Stray dapat meningkatkan kemampuan kerjasama siswa. Hal tersebut juga diikuti dengan meningkatnya persentase keterlaksanaan pembelajaran dari sklus I sebesar 84,48% pada kegiatan guru dan 82,76% pada kegiatan siswa meningkat menjadi 88,51% di akhir siklus II baik untuk kegiatan guru maupun kegiatan siswa.Kata kunci : penelitian tindakan kelas, kerjasama, Two Stay Two Stray