Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan penalaran matematis siswa kelas X-8 SMAN 13 Medan Tahun Pelajaran 2024/2025 pada materi eksponen melalui penerapan model Discovery Learning. Penelitian Tindakan Kelas (PTK) dengan pendekatan kuantitatif ini dilaksanakan dalam dua siklus, mengikuti tahapan Kemmis dan McTaggart: perencanaan, pelaksanaan, pengamatan, dan refleksi. Subjek penelitian adalah 30 siswa kelas X-8 (14 laki-laki, 16 perempuan). Pada siklus pertama, indikator "menyajikan pernyataan matematika" cukup baik (76%), namun empat indikator penalaran lainnya belum maksimal: "mengajukan dugaan" (38%), "memberikan alasan" (47%), "memeriksa kesahihan argumen" (44%), dan "menarik kesimpulan/generalisasi" (45%). Kondisi ini mengindikasikan perlunya perbaikan pada proses pembelajaran. Setelah perbaikan di siklus kedua, seluruh indikator kemampuan penalaran matematis menunjukkan peningkatan signifikan dan mencapai Kriteria Ketuntasan Minimal (KKM). Rata-rata skor "menyajikan pernyataan matematika" naik menjadi 90%, "mengajukan dugaan" menjadi 88%, "memberikan alasan" menjadi 85%, "memeriksa kesahihan argumen" menjadi 85%, dan "menarik kesimpulan/generalisasi" menjadi 89%. Peningkatan ini menunjukkan bahwa model Discovery Learning efektif dalam mendorong siswa untuk aktif menemukan konsep, berkolaborasi, dan mengembangkan penalaran matematis mereka. Dengan demikian, penerapan model Discovery Learning terbukti berhasil meningkatkan kemampuan penalaran matematis siswa pada materi eksponen.