Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kemampuan koneksi matematis yang perlu ditingkatkan, oleh karena itu dilakukan suatu kajian tentang penerapan model pembelajaran Problem Based Instruction pada pembelajaran matematika. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa yang pembelajarannya menggunakan model pembelajaran Problem Based Instruction. Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu kuasi-eksperimen karena sampel yang digunakan diambil secara tidak acak. Populasi pada penelitian ini adalah siswa kelas VII di salah satu SMP Negeri di Kota Bandung, sedangkan sampel diambil dua kelas yaitu kelas VII-6 sebagai kelas kontrol yang pembelajarannya menggunakan model pembelajaran konvensional dan kelas VII- 8 sebagai kelas eksperimen yang pembelajarannya menggunakan model pembelajaran Problem Based Instruction. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini berupa tes kemampuan koneksi matematis untuk memperoleh data kuantitatif dan lembar observasi untuk memperoleh data kualitatif. Analisis data kauntitatif dilakukan dengan Uji-t yang diperoleh dari skor gain yang ternormalisasi, sedangkan data kualitatif diperoleh dari lembar observasi selama proses pembelajaran berlangsung. Berdasarkan analisis data diperoleh bahwa terdapat peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa melalui penerapan model pembelajaran Problem Based Instruction dan peningkatan kemampuan koneksi matematis siswa yang menggunakan model pembelajaran Problem Based Intruction lebih baik dari siswa yang menggunakan model pembelajaran konvensional.