Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan model pembelajaran mastery learning (belajar tuntas) terhadap kemampuan pemecahan masalah matematika siswa dikelas X SMA ‘Aisyiyah 1 Palembang. Jenis penelitian yang digunakan adalah true exprimental design dengan desain pretest – posttest control group design, populasi yang digunakan adalah seluruh siswa kelas X yang ada di SMA ‘Aisyiyah 1 Palembang tahun ajaran 2015/2016. Penelitian ini mengambil dua kelas sebagai sampel yang diambil dengan menggunakan teknik cluster random sampling yaitu kelas X4 dengan jumlah 37 siswa sebagai kontrol dan kelas X1 berjumlah 37 siswa sebagai kelas ekprimen. Pengumpulan data dilakukan dengan menggunakan instrumen berupa tes kemampuan pemecahan masalah matematika dan observasi kepada siswa. Data yang diperoleh dari hasil tes digunakan untuk menguji hipotesis penelitian dengan menggunakan uji-t. Dari hasil analisis diperoleh bahwa terdapat pengaruh positif penggunaan model pembelajaran mastery learning (belajar tuntas) terhadap kemampuan pemecahan masalah matematika siswa dan hasil rata-rata observasi aktivitas kemampuan pemecahan masalah matematika siswa sebesar 74.