Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mendeskripsikan Higher Order Thinking Skills (HOTS) peserta didik setelah diterapkannya model Problem Based Learning (PBL), (2) mengetahui persentase HOTS peserta didik sebelum dan setelah diterapkannya model PBL, dan (3) mengetahui pengaruh PBL terhadap HOTS peserta didik pada materi hukum Archimedes. Jenis penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif eksperimen dengan desain penelitian pre-experimental dan jenis desain one group pretest-posttest. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh peserta didik kelas XI IPA dengan teknik pengambilan sampel purposive sampling dengan jumlah sampel sebanyak 23 orang. Instrumen yang digunakan berupa tes HOTS yang sebelumnya telah diujicobakan dengan reliabilitas sebesar 0,65. Deskripsi HOTS peserta didik dianalisis menggunakan Rasch Model diperoleh bahwa kemampuan menganalisis merupakan kemampuan yang paling banyak dikuasai oleh peserta didik, diikuti oleh kemampuan mencipta, dan terakhir kemampuan mengevaluasi. Persentase HOTS peserta didik dianalisis menggunakan aplikasi Microsoft Excel diperoleh bahwa kemampuan menganalisis dan mencipta mengalami peningkatan sebesar 2,72%, dan kemampuan mengevaluasi mengalami peningkatan sebesar 6,16%. Sedangkan untuk mengetahui pengaruh model PBL terhadap HOTS dianalisis menggunakan effect size, diperoleh bahwa PBL memiliki pengaruh terhadap HOTS peserta didik sebesar 0.53 dengan kategori sedang.