Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki proses pembelajaran dan meningkatkan Kemampuan Pemecahan Masalah Matematis (KPMM) peserta didik melalui penerapan model Problem Based Learning (PBL). Subjek penelitian ini adalah peserta didik kelas X.1 SMA Negeri 1 Pekanbaru semester genap tahun pelajaran 2022/2023, yang berjumlah 36 orang. Penelitian dilakukan dalam dua siklus, setiap siklus terdiri dari empat tahap yaitu perencanaan, pelaksanaan, pengamatan, dan refleksi. Instrumen penelitian terdiri dari modul ajar berbasis kurikulum merdeka dan instrumen pengumpul data. Modul ajar memuat informasi umum, komponen inti, dan komponen lampiran. Instrumen pengumpul data terdiri dari lembar pengamatan dan tes KPMM. Data penelitian dianalisis menggunakan teknik analisis deskriptif naratif dan teknik analisis statistik deskriptif. Hasil penelitian menunjukkan penerapan Problem Based Learning berhasil memperbaiki proses pembelajaran dan meningkatkan KPMM peserta didik. Rata-rata nilai KPMM peserta didik pada siklus I sebesar 77,04 meningkat menjadi 91,48 pada siklus II. Penerapan model Problem Based Learning dalam penelitian ini dapat memperbaiki proses pembelajaran dan meningkatkan KPMM peserta didik kelas X.1 SMA Negeri 1 Pekanbaru pada semester genap tahun pelajaran 2022/2023.