Perkembangan teknologi yang sangat pesat menuntut siswa untuk terus meningkatkan ilmu pengetahuan sains agar mampu beradaptasi dengan perubahan zaman salah satunya adalah dengan kemampuan literasi sains. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan model pembelajaran Problem Based Learning terhadap kemampuan literasi sains siswa serta kemampuan kolaborasi dan berkomunikasi siswa di SMA Swasta Sultan Iskandar Muda Medan. Jenis penelitian ini adalah quasi experiment dengan desain penelitian pretest-posttest control group design. Pengambilan sampel dari penelitian dilakukan dengan teknik cluster random sampling dari populasi. Sampel yang digunakan adalah X-8 sebagai kelas eksperimen dengan menggunakan model Problem Based Learning dan kelas X-5 sebagai kelas kontrol dengan menggunakan model pembelajaran langsung. Instrumen penelitian yang digunakan untuk mengukur kemampuan literasi sains adalah soal pilihan berganda dan essai yang berjumlah 15 soal. Berdasarkan hasil analisis data menggunakan uji-t dengan nilai Sig. 0,01 < 0,05 menunjukkan bahwa model PBL memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kemampuan literasi sains siswa. PBL juga memberikan pengaruh positif terhadap kemampuan kolaborasi siswa melalui pemecahan masalah secara berkelompok, bekerja secara produktif, dan berbagi tanggung jawab. PBL juga mendorong peningkatan kemampuan komunikasi siswa baik secara lisan, tulisan, dan bahasa tubuh melalui kegiatan diskusi kelompok, presentasi, dan memberikan pendapat. Hasil Uji Mann Whitney menunjukkan nilai Sig 0,01 < 0,05 yang menunjukkan bahwa Model PBL menunjukkan perbedaan yang signifikan antara kelas eksperimen dan kelas kontrol. Dengan demikian, model PBL terbukti memberikan pengaruh yang positif dalam mengembangkan ketiga kemampuan tersebut.