Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan : (1) untuk mendeskripsikan penerapan model pembelajaran Discovery Learning dalam meningkatkan minat belajar siswa pada mata pelajaran PAI di kelas X SMA Negeri 1 Sei Suka Kecamatan Sei Suka Kabupaten Batu Bara (2) untuk menganalisis efektivitas model pembelajaran Discovery Learning dalam meningkatkan minat belajar siswa pada mata pelajaran PAI di kelas X SMA Negeri 1 Sei Suka Kecamatan Sei Suka Kabupaten Batu Bara. Jenis penelitian ini menggunakan metode kuantitatif dengan pendekatan eksperimen. Sampel penelitian terdiri atas dua kelas, yaitu kelas X-1 sebagai kelas eksperimen dan kelas X-7 sebagai kelas kontrol dan kelas eksperimen, masing-masing berjumlah 35 siswa. Instrumen penelitian berupa angket minat belajar dan tes pretest-posttest. Teknik analisis data yang digunakan yaitu analisis statistik deskriptif dan analisis statistik inferensial: uji prasyarat (1) uji normalitas data (2) uji homogenitas (3) uji hipotesis. Uji validitas, reliabilitas, uji kesukaran soal dan uji daya pembeda. Hasil uji instrumen menunjukkan bahwa dari 30 butir angket terdapat 25 butir valid dan 5 butir tidak valid. Reliabilitas instrumen dinyatakan sangat tinggi dengan nilai Cronbach’s Alpha sebesar 0,884. Uji taraf kesukaran menunjukkan soal berada pada kategori sedang, sedangkan uji daya pembeda menunjukkan kualitas soal cukup baik. Uji normalitas dengan Shapiro-Wilk menghasilkan nilai signifikansi 0,006 (p > 0,05), sehingga data berdistribusi normal. Uji homogenitas menunjukkan nilai signifikansi 0,132 (p > 0,05), sehingga data berasal dari varians yang homogen. Selanjutnya, hasil uji hipotesis dengan uji t menunjukkan bahwa nilai t hitung sebesar 5,32 lebih besar dari t tabel 2,00 dengan nilai signifikansi 0,000 (p < 0,05). Hal ini membuktikan bahwa terdapat perbedaan signifikan antara kelas eksperimen dan kelas kontrol.  Demikian, penerapan model pembelajaran Discovery Learning berpengaruh positif dan signifikan dalam meningkatkan minat belajar siswa pada mata pelajaran PAI.