Cita-cita utama pemerintah menggunakan kurikulum K-13 adalah menciptakan generasi yang cerdas berpengatahuan, kompeten dan trampil. Studi ini bertujuan mendeskripsikan dan menganalisis keterampilan berpikir tingkat tinggi (HOTS) siswa madrasah tsanawiyah dalam pembelajaran matematika setelah diberlakukannya kurikulum K-13. Studi ini difokuskan pada TIMSS Assessment framework yang terdiri atas empat materi matematik yaitu bilangan, aljabar, geometri, data dan peluang. Dimensi kognitif yang diukur meliputi kemampuan penerapan dan penalaran. Data penelitian ini berasal dari studi literatur tentang penerapan kurikulum K-13 dan survey yang melibatkan sebanyak 1.317 siswa madrasah tsanawiyah dari tujuh kota di pulau Jawa. Sampel tersebut berasal dari 439 Madrasah Tsanawiyah DKI Jakarta, Bandung, Serang, Semarang, Yogyakarta, Malang dan Surabaya. Analisis inferensial untuk menguji perbedaan antar kelompok data menggunakan uji ANAVA satu jalur. Data dari survey dan studi literatur dianalisis melalui tahapan restatemen, deskripsi dan interpretasi. Hasil penelitian menunjukkan terdapat perbedaan yang signifikan tingkat keterampilan HOTS matematis siswa madrasah tsanawiyah. Hal ini mengacu pada hasil uji empiris menggunakan ANAVA satu jalur yang menunjukan nilai signifikansi perbedaan kemampuan HOTS matematis sebesar 0,048 < 0,05. Nilai rata-rata tertinggi untuk aspek penerapan diperoleh siswa madrasah Tsanawiyah Yogyakarta. Sedangkan untuk aspek penalaran nilai rata-rata tertinggi siswa dari Surabaya. Dua kemampuan HOTS tersebut masih tergolong rendah.  Tulisan ini menyarankan perlunya penelitian lanjutan untuk melihat secara khusus penerapan kurikulum K-13 di madrasah untuk dimungkinkannya suatu analisis komparatif.