Literasi matematis merupakan kemampuan yang sangat penting karena berkaitan dengan peran dan kegunaan matematika dalam kehidupan sehari-hari. Penelitian kualitatif ini bertujuan untuk mendeskripsikan proses literasi matematis peserta didik berdasarkan dominasi otak. Teknik pengambilan data dalam penelitian ini menggunakan think aloud methods. Teknik pengumpulan data berupa tes literasi matematis, pengisian angket dominasi otak, dan wawancara tidak terstruktur. Instrumen yang diberikan yaitu soal literasi matematis dan angket dominasi otak. Subjek penelitian ini yaitu peserta didik kelas XI di SMAN 5 Kota Tasikmalaya. Teknik analisis data yang digunakan yaitu reduksi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peserta didik yang memiliki dominasi otak kiri dapat memenuhi ketiga proses literasi matematis dengan detail, cenderung menggunakan cara analitik dan logis. Sedangkan peserta didik yang memiliki dominasi otak kanan dapat memenuhi ketiga proses literasi matematis dengan cara memvisualisasikan permasalahan tersebut ke dalam gambaran sederhana yang dipahami peserta didik.  Kata kunci: Dominasi otak, literasi matematis, think aloud methods