Proses berpikir adalah serangkaian aktivitas untuk memecahkan persoalan (permasalahan) guna menemukan suatu jawaban atau penyelesaian dari suatu masalah atau suatu persoalan yang dilakukan oleh setiap manusia. Tujuan penelitian untuk mengetahui proses berpikir siswa laki-laki dan perempuan dalam menyelesaikan soal matematika. Subjek penelitian terdapat 4 siswa, terdiri dari 2 siswa laki-laki dan 2 siswa perempuan. Jenis penelitian adalah penelitian deskriptif kualitatif dengan bentuk studi kasus. Instrumen yang digunakan adalah tes soal matematika dan pedoman wawancara. Teknik pengumpulan data meliputi pemberian tes soal dan wawancara. Teknik analisis data menggunakan prosedur Miles dan Huberman yang terdiri dari pengumpulan data, reduksi data, penyajian data, dan penarikan kesimpulan. Hasil penelitian, siswa laki-laki dan perempuan sama-sama melakukan proses berpikir assimilasi dan melewati semua tahapan penyelesaian soal berdasarkan teori Polya. Penyelesaian soal menurut teori Polya terdiri dari: 1) memahami soal, 2) menyusun rencana penyelesaian soal, 3) melaksanakan rencana penyelesaian soal, 4) memeriksa kembali. Perbedaan antara siswa laki-laki dan perempuan terletak pada kemampuan siswa memilih metode dalam penyelesaian soal matematika yang dikerjakan, perbedaan yang lain terletak pada ketelitian dan kerincian. Siswa perempuan lebih mampu memaparkan secara urut dan rinci pada metode menyelesaikan soal. Dalam kemampuan menyelesaikan soal matematika, siswa laki-laki lebih unggul dari siswa perempuan.