Actualmente, el aprendizaje de la matemática escolar se ha constituido en un problema latente, generado por diversos factores, entre ellos, los métodos usados por el profesor. El objetivo de la investigación consistió en establecer la influencia que tiene el método Montessori en el fortalecimiento del pensamiento lógico-matemático en los infantes de grado tercero, en una Institución educativa colombiana. La metodología fue cuantitativa, con diseño cuasi-experimental; la información fue recogida en un diario de campo por observación directa y una prueba de entrada-salida; los datos se procesaron con el software SPSS y las hipótesis se comprobaron con la prueba de Wilcoxon. Los resultados mostraron que el método Montessori plasmado en una secuencia didáctica, influyó de manera significativa en el aprendizaje estudiantil asociado a las operaciones de adición y multiplicación con números naturales. Se concluye que este método promueve el aprendizaje significativo de los escolares, basado en experiencias y descubrimientos.