Guru perlu mengembangkan strategi pembelajaran yang kreatif dan efektif, termasuk menggunakan lembar kerja peserta didik yang inovatif, untuk menfasililitasi peserta didik dalam mengembangkan keterampilan berpikir kritis yang diperlukan di abad ke-21. Tujuan penelitian ini adalah untuk menghasilkan LKPD berbasis problem based learning (PBL) pada materi sistem pernapasan untuk melatihkan keterampilan berpikir kritis siswa yang valid, praktis serta efektif. Penelitian ini menerapkan model 4-D (Define, Design, Develop and Disseminate). Validitas LKPD dinilai berdasarkan hasil validasi ahli materi dan ahli media. Kelayakan LKPD akan dievaluasi dengan menggunakan angket responss siswa dan lembar observasi mengenai pelaksanaan LKPD. Sedangkan keefektifan dinilai dengan menggunakan tes hasil belajar siswa. Penelitian ini diujikan secara eksklusif kepada 20 siswa kelas XI B-3 SMAN 1 Kedungpring. Data dianalisis menggunakan metode deskriptif kuantitatif. Berdasarkan hasil penelitian, rata-rata validitas LKPD adalah 3,79 (sangat valid). Kepraktisannya terbukti dari responss siswa sebesar 95% (sangat baik) dan persentase keterlaksanaan LKPD yang mencapai 100% (sangat baik). Keefektifan LKPD menunjukkan ketuntasan hasil belajar peserta didik dari 59,25% di pre-test menjadi 90% di post-test, dengan peningkatan indikator pencapaian kompetensi berpikir kritis yang signifikan dari 59,32% menjadi 89,99%. Analisis N-gain menunjukkan peningkatan dengan kategori tinggi. Secara keseluruhan, LKPD materi sistem pernapasan dinyatakan valid, praktis, dan efektif digunakan sebagai media pembelajaran yang melatihkan keterampilan berpikir kritis. Kata Kunci: LKPD, berpikir kritis, PBL, sistem pernapasan.