Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh model problem solving terhadap kemampuan metakognitif siswa ditingkat Sekolah Menengah Pertama Negeri 3 Sungai Tebelian. Kemampuan metakognitif merupakan suatu potensis yang ada didalam diri peserta didik. Pendekatan penelitian yang digunakan berupa pendekatan kuantitatif, metode eksperimen dengan bentuk penelitian quasi eksperimen. Populasi pada penelitian ini adalah seluruh siswa kelas VIII SMP Negeri 3 Sungai Tebelian terdiri dari 84 siswa dengan jumlah sampel sebanyak 42 siswa, kelas VIII A (21) sebagai kelas eksperimen dan kelas VIII D (21) sebagai kelas kontrol. Instrumen yang digunakan untuk mengukur kemampuan metakognitif berupa soal essay sebanyak 6 item. Data yang diperoleh dari hasil analisis dengan menggunakan analisis statistik deskriptif berupa nilai rerata dan inferensial berupa hasil t-test. Hasil analisis statistik deskriptif pada kelas eksperimen menunjukkan bahwa terjadi peningkatan nilai rerata hasil kemampuan metakognitif pretest dan posttest 38,15%, sedangkan dikelas kontrol terjadi peningkatan dengan rerata hasil kemampuan metakognitif 18,91%. Hasil analisis statistik inferensial menunjukkan bahwa nilai signifikansi hasil kemampuan metakognitif dan kesadaran metakognitif sebesar 0,00 dan lebih kecil dari 0,05 sehingga dapat disimpulkan bahwa terdapat pengaruh yang signifikan hasil kemampuan metakognitif dan melalui penerapan pembelajaran dengan menggunakan model problem solving.