El pensamiento crítico, de acuerdo al consenso de expertos, adquiere gran relevancia entre las competencias más imprescindibles del siglo XXI; este contexto exige que los estudiantes desarrollen habilidades como: El razonamiento, la argumentación y la resolución de problemas, que les permitan propiciar cambios urgentes en la sociedad actual. El propósito del estudio fue demostrar que la aplicación de la estrategia didáctica Estudio de casos desarrolla el pensamiento crítico en los estudiantes de educación secundaria, presenta un enfoque cuantitativo y diseño cuasiexperimental. Utilizó un cuestionario para la medición del pensamiento crítico, validado por expertos en ciencias naturales y metodología de la investigación y se desarrolló en una población de 100 estudiantes. Los hallazgos muestran que un alto porcentaje de estudiantes migraron al nivel de logro esperado en las dimensiones: Inferencia, explicación y evaluación.Estos resultados permitieron concluir que la aplicación de la estrategia didáctica de Estudio de casos es efectiva para desarrollar las habilidades del pensamiento crítico.