Kemampuan berpikir kritis siswa, khususnya pada aspek dan tingkatan kemampuan menganalisis di MI Miftahul Ulum Kraton Sidoarjo diketahui masih rendah. Hal tersebut diindikasikan dengan hasil belajar siswa yang masih belum memenuhi kriteria serta hasil wawancara terstruktur dengan guru kelas V yang menyatakan bahwa kemampuan siswa dalam menganalisis belum berkembang dengan optimal. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) dengan pendekatan kontekstual terhadap kemampuan menganalisis siswa pada materi siklus air kelas V di MI Miftahul Ulum Kraton Sidoarjo. Metode penelitian ini adalah kuantitatif true experiment dengan desain penelitian Posttest-only control-group design with randomization. Subjek penelitian adalah siswa kelas V MI Miftahul Ulum yang dipilih secara random berjumlah 60 siswa yang dibagi dalam kelompok eksperimen 30 siswa dan kelompok kontrol 30 siswa. Kelompok eksperimen menggunakan model pembelajaran PBL dengan pendekatan kontekstual, sedangkan kelompok kontrol menggunakan model pembelajaran kuis dan penugasan. Analisis data instrumen tes esai untuk mengukur kemampuan menganalisis menggunakan uji validitas isi. Teknik analisis data menggunakan uji normalitas, homogenitas, dan pengujian hipotesis. Penelitian ini menggunakan uji t untuk menguji perbedaan kemampuan menganalisis antara kelompok eksperimen dan kelompok kontrol sekaligus untuk mengetahui hipotesis. Hasil penelitian melalui uji t menunjukkan bahwa ada perbedaan signifikan kemampuan menganalisis siswa antara kelompok eksperimen dan kelompok kontrol. Sehingga, sejalan dengan tujuan penelitian dan uji hipotesis, kesimpulan penelitian ini adalah terdapat pengaruh model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) dengan pendekatan kontekstual terhadap kemampuan menganalisis siswa pada materi siklus air kelas V di MI Miftahul Ulum Kraton Sidoarjo.