Kemampuan penalaran, dan motivasi belajar merupakan kemampuan yang penting untuk dimiliki siswa. Tujuan penelitian ini untuk menganalisis kemampuan penalaran siswa yang menggunakan Problem Based Learning (PBL) dan Konvensional ditinjau dari motivasi belajar siswa. Selain itu di analisis korelasi antara kemampuan penalaran siswa. Penelitian ini merupakan penelitian campuran tipe embedded design. Sampel penelitian ini 70 siswa kelas X yang berasal dari dua kelas dengan masing-masing sebanyak 35 siswa pada salah satu Sekolah Menengah Kejuruan Negeri di Bandung. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah soal tes kemampuan penalaran dan angket motivasi belajar siswa, serta lembar observasi. Analisis data dilakukan secara kuantitatif dan kualitatif. Hasil dari penelitian ini adalah: (1) kemampuan penalaran matematis siswa yang memperoleh model pembelajaran PBL lebih baik dari pada siswa yang memperoleh model pembelajaran konvensional; (2) motivasi belajar siswa yang memperoleh model pembelajaran PBL dan siswa yang memperoleh model pembelajaran konvensional; (3) Terdapat pengaruh motivasi belajar siswa terhadap kemampuan penalaran matematis siswa