Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kondisi pembelajaran Pendidikan Agama Islam (PAI) yang masih cenderung menggunakan metode konvensional sehingga sebagian siswa kurang aktif, kurang fokus, dan kurang termotivasi dalam mengikuti pembelajaran, sementara perkembangan teknologi memberikan peluang bagi guru untuk menciptakan pembelajaran yang lebih menarik melalui pemanfaatan multimedia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1) bagaimana penerapan model pembelajaran Pendidikan Agama Islam berbasis multimedia pada siswa kelas X di MAS 21 Firdaus Kabupaten Serdang Bedagai; (2) bagaimana motivasi belajar siswa kelas X dalam pembelajaran Pendidikan Agama Islam; dan (3) bagaimana model pembelajaran Pendidikan Agama Islam berbasis multimedia dalam memotivasi belajar siswa kelas X di MAS 21 Firdaus Kabupaten Serdang Bedagai. Penelitian ini menggunakan metode kualitatif dengan pendekatan studi kasus. Data diperoleh melalui observasi, wawancara, dan dokumentasi dengan sumber data meliputi guru Pendidikan Agama Islam, siswa kelas X, dan pihak sekolah. Data dianalisis secara deskriptif kualitatif melalui tahapan pengumpulan data, reduksi data, penyajian data, serta penarikan kesimpulan, sedangkan keabsahan data dilakukan melalui perpanjangan pengamatan dan triangulasi sumber serta teknik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) penerapan pembelajaran PAI berbasis multimedia dilaksanakan dengan menyesuaikan media dengan materi pembelajaran, menggunakan laptop, LCD, PowerPoint, gambar, audio, dan video, melalui tahapan kegiatan pendahuluan, penyampaian materi, penayangan multimedia, tanya jawab atau diskusi, dan penarikan kesimpulan; (2) motivasi belajar siswa kelas X tergolong cukup baik, meskipun belum merata pada seluruh siswa, yang terlihat dari perhatian, antusiasme, keaktifan bertanya dan menjawab, serta kesungguhan dalam mengerjakan tugas; dan (3) penggunaan multimedia mampu membantu memotivasi belajar siswa karena pembelajaran menjadi lebih menarik, bervariasi, mudah dipahami, serta tidak monoton, sehingga siswa lebih fokus, lebih aktif dalam memberikan respons, lebih berani menyampaikan pendapat, dan tidak cepat merasa bosan selama mengikuti pembelajaran Pendidikan Agama Islam.