Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki proses pembelajaran dan meningkatkan Kemampuan Pemahaman Matematis (KPM) siswa terhadap pembelajaran Matematika pada materi Segitiga dan Segiempat. Jenis penelitian ini adalah penelitian tindakan kelas yang dilaksanakan di kelas VII1 SMPN 25 Pekanbaru melalui penerapan model Discovery Learning semester genap tahun pelajaran 2016/2017 pada materi Segiempat dan Segitiga. Penelitian tindakan kelas ini dilakukan dengan dua siklus. Subjek penelitian ini adalah siswa kelas VII1 SMPN 25 Pekanbaru. Instrumen penelitian yang digunakan adalah perangkat pembelajaran dan instrumen pengumpulan data. Perangkat pembelajaran terdiri dari silabus, RPP, dan LKS, sedangkan instrumen pengumpulan data yang digunakan adalah lembar pengamatan dan perangkat tes KPM. Lembar pengamatan digunakan untuk memperoleh data aktivitas guru dan siswa selama proses pembelajaran yang selanjutnya akan dianalisis secara kualitatif, dan perangkat tes KPM digunakan untuk mengumpulkan data kemampuan pemahaman matematis siswa yang selanjutnya akan dianalisis secara kuantitatif. Berdasarkan analisis data aktivitas guru dan siswa setelah menerapkan pembelajaran dengan model Discovery Learning, dapat disimpulkan bahwa terjadi perbaikan proses pembelajaran pada setiap siklusnya. Analisis data kemampuan pemahaman matematis menunjukkan bahwa terjadi peningkatan KPM siswa pada siklus kedua. Rata-rata skor tes KPM siswa pada siklus I sebesar 64,04 meningkat menjadi 84,04 pada siklus II. Peningkatan rata-rata nilai KPM peserta didik juga terjadi pada setiap indikator KPM, yaitu menyatakan ulang konsep yang telah dipelajari, memberikan contoh dan bukan contoh dari konsep yang telah dipelajari dan mengaitkan kembali berbagai konsep yang telah dipelajari. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa penerapan pembelajaran dengan model Discovery Learning dapat memperbaiki proses pembelajaran dan dapat meningatkan kemampuan pemahaman matematis peserta didik kelas VII1 SMPN 25 Pekanbaru.