Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan prestasi belajar dan respon siswa pada materi sistem persamaan linear tiga variabel dengan menerapkan model Pembelajaran Group Investigation pada siswa klas X MIPA 1 semester gasal SMA Negeri 1 Banguntapan Bantul Tahun Pelajaran 2019/2020. Proses penelitian diawali dengan metode observasi yang dilakukan oleh peneliti, observer dan subyek penelitian. Pengumpulan data dilakukan dua tahap yaitu data hasil penilaian tengah semester gasal tahun 2019/2020 sebagai data awal, serta data akhir hasil penilaian harian setelah dilakukan tindakan. Penelitian ini menggunakan instrument lembar observasi keterlaksanaan proses pembelajaran, angket dan lembar soal test. Jumlah subyek dalam penelitian ini adalah 36 peserta didik. Penelitian tindakan dengan model Group Investigation berlangsung selama 2 siklus dengan 2 kali pertemua setiap siklus dan satu kali penilaian. Analisa data menggunakan metode analisis diskriptif kuantitatif pada data yang berupa angka dan diskripsi kualitatif pada data hasil observasi yang perlu dianalisis secara sederhana untuk mendeskripsikan fakta yang terjadi. Hasil penelitian menunjukkan model pembelajaran Group Investigation dapat diterapkan dengan baik dan terjadi peningkatan prestasi belajar dan respon siswa dari siklus 1 dan siklus 2.