Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah kemampuan berpikir kritis matematis siswa yang dikenai model Problem Based Learning (PBL) lebih baik daripada siswa yang dikenai model Discovery Learning (DL). Kemampuan berpikir kritis matematis diukur berdasarkan enam indikator Facione, yaitu interpretation, analysis, evaluation, inference, explanation, dan self-regulation. Penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif dengan metode eksperimen semu (quasi-experimental design) menggunakan desain posttest-only control group design. Populasi penelitian adalah seluruh siswa kelas X SMA Negeri 1 Prembun tahun ajaran 2025/2026. Sampel ditentukan menggunakan teknik cluster random sampling, sehingga diperoleh kelas X-10 (34 siswa) sebagai kelas eksperimen I yang dikenai model PBL dan kelas X-3 (36 siswa) sebagai kelas eksperimen II yang dikenai model DL. Data dikumpulkan melalui tes uraian kemampuan berpikir kritis matematis yang telah dinyatakan valid dan reliabel (koefisien Cronbach Alpha 0,76). Analisis data meliputi uji normalitas, uji homogenitas, uji keseimbangan, dan uji hipotesis menggunakan uji-t. Hasil uji hipotesis menunjukkan nilai thitung = 2,326 ttabel = 1,667 pada taraf signifikansi ? = 0,05, sehingga H0 ditolak. Rata-rata kemampuan berpikir kritis matematis pada kelas PBL sebesar 75,735, sedangkan pada kelas DL sebesar 66,833. Dengan demikian, kemampuan berpikir kritis matematis siswa yang dikenai model PBL lebih baik daripada siswa yang dikenai model DL. Temuan ini diharapkan memberikan kontribusi bagi pengembangan praktik pembelajaran matematika yang berorientasi pada peningkatan kemampuan berpikir kritis matematis siswa.