Penelitian ini bertujuan untuk menguji pengaruh model Problem-Based Learning (PBL) yang diintegrasikan dengan nilai-nilai Islam terhadap kemampuan berpikir kritis siswa di MAN 1 OKU Timur. Menggunakan pendekatan kuantitatif dengan desain eksperimen semu (quasi-experiment), penelitian ini melibatkan dua kelompok: eksperimen dan kontrol. Data diperoleh melalui tes pre-test dan post-test kemampuan berpikir kritis, serta observasi, dokumentasi, dan angket. Hasil analisis menunjukkan bahwa kelompok eksperimen mengalami peningkatan signifikan pada skor post-test (rata-rata 78,90) dibandingkan skor pre-test (62,45), sedangkan kelompok kontrol hanya mengalami peningkatan terbatas (dari 63,12 menjadi 67,35). Uji t independen menunjukkan perbedaan yang signifikan antara kedua kelompok (t(58) = 5,87, p < 0,001), dan ukuran efek (Cohen’s d = 1,51) menunjukkan efektivitas besar dari model PBL terintegrasi nilai Islam. Setiap indikator berpikir kritis seperti analisis, evaluasi, inferensi, dan penjelasan menunjukkan peningkatan rata-rata lebih dari 15 poin pada kelompok eksperimen. Selain itu, observasi menunjukkan partisipasi aktif siswa kelompok eksperimen sebesar 85%, lebih tinggi dibandingkan kelompok kontrol (60%). Analisis korelasi juga menunjukkan hubungan positif yang kuat antara partisipasi aktif dan peningkatan berpikir kritis (r = 0,68, p < 0,01). Sebanyak 90% siswa memberikan tanggapan positif terhadap integrasi nilai-nilai Islam dalam pembelajaran. Temuan ini menunjukkan bahwa integrasi nilai-nilai Islam dalam model PBL secara signifikan mampu meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa.