Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan pemecahan masalah matematis siswa melalui penerapan model pembelajaran berbasis masalah. Penelitian ini merupakan true experimental, dengan desain postest-only control. Teknik pemilihan sampel yang digunakan adalah cluster random sampling. Sampel penelitian ini adalah siswa kelas IXA yang berjumlah 26 siswa sebagai kelompok eksperimen yang diberikan model pembelajaran berbasis masalah, dan kelas IXB sebagai kelompo kontrol yang menggunakan model pembelajaran konvensional sebanyak 26 siswa. Penelitian ini dilaksanakan pada semester ganjil tahun pelajaran 2019/2020. Teknik pengumpulan data yang digunakan adalah tes. Instrumen penelitian terdiri dari 4 soal tes kemampuan pemecahan maslaah matematis dalam bentuk uraian. Teknik analisis data yang digunakan adalah uji-t dengan tingkat kesalahan 5 %. Hasil penelitian dan analisis data dapat disimpulkan bahwa penerapan model pembelajaran berbasis masalah dapat meningkatkan kemampuan pemecahan masalah matematis siswa di MTs Ahliyah 1 Palembang. Model pembelajaran berbasis masalah dapat menjadi pilihan guru sebagai pembelajaran untuk meningkatkan kemampuan pemecahan masalah matematis siswa.