Pengembangan kompetensi dasar siswa dalam setiap pembelajaran menjadi tanggung jawab guru sesuai dengan tuntutan kurikulum 2013. Salah satu kompetensi dasar siswa yang harus dikembangkan adalah keterampilan berfikir kritis siswa dalam mengikuti kegiatan pembelajaran. Pengembangan desain pembelajaran PBL (Problen Based Learning) berbasis pembelajaran saintifik menjadi salah satu strategi pengembangan keterampilan berfikir kritis siswa dalam kegiatan pembelajaran. Siswa difasilitasi dan diberi tanggung jawab untuk mengembangkan kemampuannya memecahkan “masalah”. Siswa dibiasakan melakukan kegiatan pembelajaran berbasis pemikiran ilmiah, melalui kegiatan mendeskripsikan, mengkaitkan konsep dengan fakta, menganalisis, menyelesaikan masalah, menyimpulkan, dan mengevaluasi. Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan keterampilan berfikir kritis siswa kelas X pada pembelajaran biologi melalui rancangan desain pembelajaran PBL (Probles Based Learning) berbasis pembelajaran saintifik di Madrasah Aliyah Negeri (MAN) 2 Purwokerto. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen dengan teknik pengambilan sampel secara cluster random sampling. Populasi penelitian adalah seluruh siswa kelas X MAN Purwokerto 2 yang terdistribusi dalam 11 kelas. Teknik analisis data menggunakan uji korelasi dan dilanjutkan uji t untuk mengetahui tingkat signifikansi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengembangan desain pembelajaran PBL berbasis saintifik mempunyai korelasi secara signifikan pada semua kemampuan keterampilan berfikir kritis siswa, namun tingkat hubungannya bervariasi. Kesimpulan penelitian ini adalah desain pembelajaran PBL (Problem Based Learning) berbasis saintifik pada pembelajaran biologi berpengaruh terhadap berkembangnya keterampilan berfikir kritis siswa dalam pembelajaran biologi kelas X MAN2 Purwokerto.