Este artigo explora a maneira pela qual a metodologia da Aprendizagem Baseada em Missões (ABM), por meio da startup educacional LabToy, contribui para o desenvolvimento das competências indispensáveis do séc. XXI. Através de um estudo de caso qualitativo, o estudo busca: a) mapear as competências para o Séc. XXI e sua relação com a ABM; b) articular os fundamentos teóricos da ABM com as contribuições de Paulo Freire (conscientização), Rubem Alves (educação poética), Seymour Papert (construcionismo), Howard Gardner (inteligências múltiplas), Jean Piaget (aprendizagem ativa), John Dewey (experiência educativa), David Ausubel (aprendizagem significativa) e Anísio Teixeira (escola democrática); c) Descrever as etapas da metodologia LabToy Maker Challenge; d) caracterizar a moldura conceitual da ABM da metodologia da startup; e) elencar experiências e práticas internacionais que possam subsidiar a implementação da ABM. Os resultados evidenciam que a abordagem da LabToy, ao integrar desafios reais e aprendizagens ativas, constitui um modelo eficiente para o desenvolvimento habilidades cognitivas e socioemocionais. O artigo apresenta como considerações finais, sugestões da adoção da ABM em diferentes contextos educacionais, destacando seu potencial para transformar práticas pedagógicas tradicionais e promover uma educação mais participativa, significativa e alinhada às demandas contemporâneas.