Mutu pendidikan yang rendah merupakan masalah utama dalam dunia pendidikan. Hasil uji kompetensi nasional untuk tingkat diploma keperawatan masih sangat rendah bila dibandingkan tenaga kesehatan lain. Nilai batas lulus untuk D3 Keperawatan masih dibawah 50 yaitu 42,16 dengan prosentase kelulusan hanya 47,81%. Proses belajar mengajar merupakan salahsatu faktor yang berkontribusi terhadap kualitas pendidikan. Tujuan pada penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh model siklus belajar 5E kombinasi PBL dalam meningkatkan kemampuan kognitif, afektif, dan psikomotor mahasiswa diploma keperawatan. Desain penelitian menggunakan kuasi eksperimen dengan rancangan pretest-posttest control group design. Lokasi penelitian dilakukan di Akper Samawa Sumbawa sebagai kelompok intervensi dan di Poltekkes Mataram Prodi Keperawatan Bima sebagai kelompok kontrol. 58 mahasiswa didapatkan melalui Total Sampling. Data analisis menggunakan analisis deskriptif, chi square dan t-test. Hasil penelitian menunjukkan nilai rerata kognitif sebelum intervensi adalah 39,28 dan setelah intervensi meningkat menjadi 47,85, nilai rerata afektif sebelum intervensi adalah 45,17 dan setelah intervensi meningkat menjadi 52,89, nilai rerata psikomotor sebelum intervensi adalah 44,39 dan setelah intervensi meningkat menjadi 53,03. Setelah diterapkan intervensi model siklus belajar 5E dengan kombinasi PBL, terdapat peningkatan kognitif, afektif, dan psikomotor yang signifikan dengan nilai p-value 0,041, 0,012 dan 0.000.