Perkembangan abad 21 menuntut siswa untuk memiliki berbagai keterampilan salah satunya kemampuan argumentasi. Permasalahan yang sering terjadi adalah guru belum menggunakan pendekatan yang tepat untuk memfasilitasi siswa dalam membangun argumentasi. Pembelajaran berbasis STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematic) mampu mendorong siswa dalam membangun suatu argumentasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola dan tingkat argumentasi siswa berdasarkan pembelajaran berbasis STEM. Jenis penelitian menggunakan metode gabungan (kualitatif & kuantitatif). Populasi dalam penelitian ini adalah siswa kelas VII SMP Negeri 21 Samarinda berjumlah 9 kelas dengan sampel sebanyak 32 siswa di kelas VII F. Pengumpulan data menggunakan LKPD (Lembar Kerja Peserta Didik) berbasis STEM dengan model EDP (Engineering Design Process) yang terdiri dari 12 butir soal argumentasi yang kemudian dianalisis menggunakan TAP (Toulmin’s Argument Pattern). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pola argumentasi siswa yang paling sering muncul adalah claim-data (C-D). Siswa masih perlu difasilitasi dengan pembelajaran yang dapat membimbing siswa dalam membentuk argumentasi lebih kompleks hingga terbentuk pola argumentasi yang mencakup aspek warrant, backing, dan rebuttal. Pembelajaran berbasis STEM mampu menjadi alternatif untuk membantu siswa dalam membentuk argumentasi.