Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh PBL terhadap retensi dan kemampuan berpikir kritis IPA peserta didik kelas V di SD Gugus 4 Mataram. Jenis penelitian ini yaitu quasi eksperiment dengan desain nonequivalent control group design. Subjek penelitian yaitu peserta didik kelas V yang berjumlah 51, terdiri dari 22 peserta didik pada kelas eksperimen yang diberikan perlakuan dengan model PBL, dan 29 peserta didik pada kelas kontrol yang diberikan perlakukan dengan model konvensional. Instrumen yang digunakan yaitu tes tulis, untuk mengukur retensi tes tulis berbentuk pilihan ganda dan untuk mengukur kemampuan berpikir kritis tes tulis berbentuk uraian. Analisis data yang digunakan yaitu uji t sampel independen berbantuan program analisis statistik SPSS 21.0 for Windows. Rata-rata nilai retensi kelas eksperimen lebih besar dibandingkan dengan kelas kontrol sebesar 67.72, begitu juga dengan nilai kemampuan berpikir kritis peserta didik yaitu sebesar 51.63. Hasil analisis statistik menunjukkan nilai signifikansi pengaruh perlakuan terhadap retensi sebesar 0.000, sedangkan nilai signifikansi pengaruh perlakuan terhadap kemampuan berpikir kritis peserta didik sebesar 0.004. Jadi dapat disimpulkan bahwa; a) Model PBL berpengaruh terhadap retensi IPA peserta didik kelas V, b) model PBL berpengaruh terhadap kemampuan berpikir kritis IPA peserta didik kelas V.