Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan dalam pemecahan masalah serta hasil belajar kognitif melalui penerapan model Problem Based Learning (PBL) pada implementasi kurikulum merdeka. Implementasi kurikulum merdeka berpedoman pada pembelajaran paradigma baru, peserta didik diberikan porsi yang lebih banyak untuk mengkonstruksi pengetahuannya sendiri. Metode yang digunakan adalah pre experimental design jenis one group pre-test post test design. Hasil penelitian menunjukkan bahwa PBL berhasil meningkatkan kemampuan pemecahan masalah, dibuktikan dengan rata-rata indikator hasil kemampuan pemecahan berada pada kategori baik, indikator memahami masalah sebesar 90,62%, indicator merencanakan penyelesaian masalah sebesar 84,37%, indikator menggunakan strategi untuk mewujudkan perencanaan masalah sebesar 81,25%, dan indicator melakukan pengecekan kembali sebesar 84,37%. Model PBL juga terbukti mampu meningkatkan hasil belajar kognitif, dibuktikan hasil nilai N-Gain sebesar 0.7583 dengan kategori tinggi. Dengan demikian, PBL dapat menjadi model pembelajaran yang dapat meningkatkan kemampuan pemecahan masalah dan hasil belajar kognitif pada implementasi kurikulum merdeka.