Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui peningkatan keaktifan belajar dan hasil belajar siswa pada penggunaan model Problem-Based Learning. Metode penelitian ini adalah Penelitian Tindakan Kelas (PTK) yang terdiri dari dua siklus. Setiap siklus terdiri dari empat tahap, yaitu tahap perencanaan, tahap pelaksanaan tindakan, tahap observasi dan tahap refleksi. Subjek penelitian ini adalah siswa kelas XI MIPA 3 Semester 2 SMA Negeri 1 Wirosari. Teknik pengumpulan data menggunakan lembar observasi, wawancara, dokumentasi, dan tes tertulis. Validitas penelitian ini menggunakan validitas isi dan validitas konstruk. Data dianalisis secara persentase deskriptif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa keaktifan belajar siswa mengalami peningkatan yang signifikan dari siklus I sebesar 62,2% menjadi 77,0% pada siklus II. Hasil belajar siswa juga mengalami peningkatan yang signifikan dari prasiklus dengan rata-rata 67,2 dan persentase ketuntasan 36% menjadi 72,3 (67%) pada siklus I dan meningkat kembali mencapai rata-rata 80,5 (83%) pada siklus II. Kesimpulan hasil penelitian ini adalah penggunaan model Problem-Based Learning dapat meningkatan keaktifan belajar dan hasil belajar siswa.