Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model problem based learning (PBL) terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik dalam pembelajaran fisika kelas XI di SMA Negeri 1 Tinambung. Metode penelitian yang digunakan adalah eksperimen semu (quasi-experiment) dengan menggunakan desain pretest-posttest control group. Subjek penelitian ini peserta didik kelas XI SMA Negeri 1 Tinambung. Kelompok kontrol menerima pembelajaran fisika dengan metode konvensional, adapun kelompok eksperimen menerima pembelajaran fisika dengan model pembelajaran problem based learning. Data kemampuan berpikir kritis diukur dengan menggunakan instrumen tes yang terdiri dari soal-soal essay. Data diolah dengan menggunakan analisis statistik inferensial (uji-t). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kelompok eksperimen memiliki peningkatan kemampuan berpikir kritis dengan (nilai ratarata tes : 80,20) sementara kelompok kontrol memiliki (nilai rata-rata tes : 56,42 ). Oleh karena itu, model pembelajaran problem based learning dapat meningkatkan kemampuan berpikir kritis peserta didik dalam pembelajaran fisika. Berdasarkan hasil uji-t dengan koefisien kolerasi tersebut dapat disimpulkan terdapat pengaruh model problem based learning (PBL) terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik dalam pembelajaran fisika kelas XI di SMA Negeri 1 Tinambung.