Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa SMAN 1 Bambanglipuro dengan menerapkan model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) pada Mata Pelajaran Kimia.Penelitian ini merupakan penelitian tindakan kelas (PTK) yang dilaksanakan dalam 2 siklus. Tiap siklus terdiri atas perencanaan, pelaksanaan tindakan, observasi, dan refleksi. Subjek penelitian adalah siswa kelas XI_MIPA 3 SMAN 1 Bambanglipuro tahun pelajaran 2019/2020. Teknik yang digunakan dalam mengumpulkan data antara lain observasi, tes, dan dokumentasi. Analisis data yang digunakan mencakup penyajian data dan penarikan kesimpulan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Model Pembelajaran Problem Based Learning (PBL) pada Mata Pelajaran Kimia dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa dengan hasil observasi kemampuan berpikir kritis pada siklus I sebesar 57,58% dan siklus II sebesar 78,79% dan hasil tes kemampuan berpikir kritis pada siklus I sebesar 45,45%, siklus II sebesar 87,88%. Kesimpulan penelitian ini adalah Model Pembelajaran Problem Based Learning (PBL) dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa kelas XI MIPA 3 SMAN 1 Bambanglipuro.