Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kemampuan pemecahan masalah mahasiswa pendidikan matematika pada materi distribusi Bernoulli, Binomial, dan Trinomial. Sampel penelitian terdiri dari 19 mahasiswa yang dikategorikan berdasarkan tingkat kemampuan, yaitu tinggi (4 orang), sedang (5 orang), dan rendah (10 orang). Pengumpulan data dilakukan melalui soal kontekstual yang menuntut mahasiswa untuk memahami konsep probabilitas, menyusun model matematika, serta menerapkan strategi pemecahan masalah secara sistematis. Hasil analisis menunjukkan adanya perbedaan kemampuan antar kelompok; mahasiswa berkemampuan tinggi mampu memahami konsep dengan baik, menyusun model matematika secara tepat, dan menerapkan strategi pemecahan masalah yang logis sehingga menghasilkan jawaban yang akurat, mahasiswa berkemampuan sedang memiliki pemahaman konsep yang cukup tetapi masih sering melakukan kesalahan pada perhitungan kompleks dan kurang teliti dalam langkah-langkah penyelesaian, sedangkan mahasiswa berkemampuan rendah mengalami kesulitan signifikan dalam memahami konsep, menyusun model, dan menerapkan strategi pemecahan masalah, sehingga kesalahan yang muncul lebih sering dan memengaruhi jawaban akhir. Penelitian ini menegaskan bahwa penguasaan konsep probabilitas menjadi dasar utama dalam kemampuan pemecahan masalah dan menunjukkan pentingnya strategi pembelajaran diferensiasi, latihan bertahap, serta penggunaan soal kontekstual untuk meningkatkan keterampilan mahasiswa di semua tingkat kemampuan. Temuan penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan bagi pengembangan metode pembelajaran matematika yang lebih efektif, khususnya dalam materi distribusi peluang.