Penelitian ini didasari masih rendahnya kemampuan berpikir kritis matematis siswa SMP. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektivitas model problem based learning berbasis metakognitif dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis matematis siswa. Penelitian ini merupakan penelitian quasi eksperimental dengan pre test and post test control group design. Subjek penelitian adalah siswa kelas VIII SMP di kota Metro yang terdiri dari kelas eksperimen dan kelas kontrol. Teknik pengumpulan data menggunakan teknik tes berupa 5 soal essay. Instrumen yang digunakan telah memenuhi kriteria layak berdasarkan validitas, reliabilitas, daya beda, dan indeks kesukaran. Analisis data menggunakan uji-t data n-gain. Berdasarkan perhitungan menggunakan SPSS 21 diperoleh kesimpulan bahwa model problem based learning berbasis metakognitif efektif dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa.