Penelitian ini merupakan penelitian kuasi-eksperimen dengan nonequivalent control group design yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh penerapan model pembelajaran berbasis masalah terhadap kemampuan berpikir kritis dan hasil belajar siswa kelas IX SMPN 5 Pallangga pada materi bangun ruang sisi datar. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah model pembelajaran berbasis masalah dan model pembelajaran langsung, sedangkan variabel terikatnya adalah kemampuan berpikir kritis dan hasil belajar siswa. Populasi penelitian mencakup seluruh siswa kelas IX SMPN 5 Pallangga yang terdiri atas tujuh kelas. Sampel penelitian dipilih menggunakan teknik cluster random sampling, sehingga diperoleh kelas IX.C sebagai kelas eksperimen dan kelas IX.B sebagai kelas kontrol, masing-masing berjumlah 31 siswa. Data dikumpulkan melalui tes kemampuan berpikir kritis dan hasil belajar dalam bentuk pretest dan posttest, kemudian dianalisis menggunakan analisis deskriptif dan inferensial. Hasil analisis menunjukkan bahwa kemampuan berpikir kritis siswa kelas eksperimen meningkat dari 18,55 menjadi 67,94, sedangkan kelas kontrol dari 16,77 menjadi 62,06. Sementara itu, hasil belajar siswa kelas eksperimen meningkat dari 24,42 menjadi 81,19, sedangkan kelas kontrol dari 21,32 menjadi 77,39. Peningkatan pada kelas eksperimen lebih tinggi dibandingkan kelas kontrol. Hasil uji independent sample t-test menunjukkan nilai signifikansi kurang dari 0,05, sehingga dapat disimpulkan bahwa penerapan model pembelajaran berbasis masalah berpengaruh signifikan terhadap kemampuan berpikir kritis dan hasil belajar siswa kelas IX SMPN 5 Pallangga.