Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan pengaruh penerapan LKPD berbasis STEM dengan model PBL terhadap kemampuan literasi sains siswa. Metode penelitian menggunakan kuantitatif eksperimen dengan desain penelitian one group pretest-posttest design yang diujikan kepada satu kelas eksperimen dan dua kelas replikasi. Sampel penelitian ini adalah tiga kelas VIII di SMP Negeri 3 Sidoarjo dengan jumlah total 57 siswa. Teknik pengambilan sampel menggunakan jenis pengambilan convenience sampling. Analisis data menggunakan paired sample t-test dengan taraf signifikan 0,05 dan analisis kemampuan literasi sains siswa berdasarkan empat kategori Arikunto yaitu sangat baik, baik, cukup baik, dan kurang baik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai signifikan pada ketiga kelas taraf signifikan yang digunakan yaitu 0.000 0.05 sehingga terdapat pengaruh penerapan LKPD berbasis STEM dengan model PBL terhadap kemampuan literasi sains siswa dan kemampuan literasi sains siswa berada pada kategori baik setelah diterapkan LKPD berbasis STEM dengan model PBL.