Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang bertujuan untuk mengetahui: 1) Mendeskripsikan kemampuan berpikir kritis matematis siswa setelah diterapkan model pembelajaran berbasis masalah. 2) Untuk mengetahui adanya peningkatan kemampuan berpikir kritis matematis setelah diterapkannya model pembelajaran berbasis masalah pada materi operasi himpunan. Desain penelitian ini adalah One-Group Pretest-Posttest Design eksperimen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: 1) kemampuan berpikir kritis matematis siswa setelah diterapkan model pembelajaran Problem Based Learning diperoleh 10 siswa (84%) memperoleh kualifikasi sangat tinggi, 1 siswa (8%) memperoleh kualifikasi tinggi, 1 (8%) memperoleh kualifikasi sangat rendah. 2) terdapat peningkatan model pembelajaran Problem Based Learning terhadap kemampuan berpikir kritis matematis siswa, diperoleh ????ℎ????????????????????=18,256 > ????????????????????????=2.201. Jika ????ℎ???????????????????? > ???????????????????????? maka ????1 diterima. Sehingga Ho ditolak. Dengan demikian terdapat peningkatan model pembelajaran Problem Based Learning terhadap kemampuan berpikir kritis matematis.