Model pembelajaran menggunakan problem-based learning menjadi salah satu cara yang diterapkan oleh pengajar untuk dapat mempengaruhi kemampuan berpikir siswa. Dalam menerapkan problem-based learning, terdapat pembelajaran berdiferensiasi yang diterapkan sehingga setiap anak dapat memperoleh pengajaran sesuai kemampuannya. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisa efektivitas model pembelajaran problem-based learning terhadap keterampilan berpikir kritis dengan pembelajaran berdiferensiasi pada peserta didik SMKN 1 Cerme. Metode penelitian ini dilakukan dengan menggunakan pendekatan kuantitatif melalui penyebaran kuesioner. Teknik analisa data dilakukan dengan menggunakan paired t-test untuk dapat menguji efektivitas antara problem-based learning terhadap berpikir kritis. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa terdapat efektivitas antara problem-based learning terhadap berpikir kritis menggunakan pembelajaran berdiferensiasi pada peserta didik SMKN 1 Cerme pada kelompok “mahir”, “siap”, dan “berkembang”.