Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis efektivitas pembelajaran fisika berorientasi guided inquiry berbantuan simulasi PhET dalam meningkatkan keterampilan proses sains (KPS) siswa SMA. Penelitian ini menggunakan desain kuasi-eksperimen dengan rancangan Pretest-Posttest Control Group Design. Populasi penelitian adalah siswa kelas XI MIPA SMA Negeri 1 Watubangga dengan sampel dua kelas yang dipilih secara cluster random sampling untuk kelompok eksperimen dan kontrol. Instrumen utama adalah tes KPS berbentuk esai yang telah divalidasi ahli, konstruk, dan empiris serta lembar observasi keterlaksanaan pembelajaran. Data dianalisis menggunakan statistik deskriptif, uji asumsi normalitas dan homogenitas, dan Uji Analisis Kovarians (ANCOVA) untuk menguji hipotesis, dilengkapi dengan analisis N-gain untuk mengukur peningkatan KPS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pembelajaran fisika berorientasi guided inquiry berbantuan simulasi PhET secara signifikan lebih efektif dalam meningkatkan KPS siswa dibandingkan pembelajaran konvensional dengan nilai N-gain 0,75. Terjadi peningkatan KPS pada berbagai indikator, termasuk mengobservasi, memprediksi, mengukur, mengklasifikasikan, menginterpretasi data, dan menyimpulkan.