Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh model Problem Based Learning (PBL) terhadap penguasaan konsep dan literasi sains siswa kelas X MA NW Putri Narmada pada materi virus. Penelitian ini menggunakan metode quasi-eksperimen dengan desain Non-equivalent Control Group Design. Sampel terdiri dari kelas XC dan XD sebagai eksperimen (n=41) dan kelas XA dan XB sebagai kontrol (n=40). Instrumen penelitian berupa tes penguasaan konsep (21 soal pilihan ganda) dan tes literasi sains (3 soal esai). Data dianalisis menggunakan uji ANCOVA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) terdapat pengaruh signifikan PBL terhadap penguasaan konsep siswa dengan nilai sig. 0,017 dan rata-rata terkoreksi kelas eksperimen (76,807) lebih tinggi daripada kelas kontrol (69,844); (2) terdapat pengaruh signifikan PBL terhadap literasi sains siswa dengan nilai sig. 0,010 dan rata-rata terkoreksi kelas eksperimen (77,460) lebih tinggi daripada kelas kontrol (68,937). Disimpulkan bahwa model PBL efektif meningkatkan penguasaan konsep dan literasi sains siswa.