Penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki proses pembelajaran dan meningkatkan hasil belajar matematika peserta didik melalui penerapan model problem based learning (PBL). Penelitian ini merupakan penelitian tindakan kelas yang terdiri dari dua siklus, setiap siklus terdiri dari 3 pertemuan dan 1 kali ulangan harian. Instrumen penelitian yang digunakan adalah perangkat pembelajaran yang terdiri dari Silabus, Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dan Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) serta instrumen pengumpul data yaitu lembar pengamatan dan tes hasil belajar matematika. Teknik pengumpulan data adalah teknik pengamatan dan teknik tes. Lembar pengamatan dianalisis secara deskriptif naratif, sedangkan tes hasil belajar dianalisis secara statistik deskriptif. Subjek penelitian adalah peserta didik kelas VII-A SMP Negeri 40 Pekanbaru tahun pelajaran 2019/2020 yang terdiri dari 39 peserta didik. Berdasarkan analisis data kualitatif disimpulkan bahwa terjadi perbaikan proses pembelajaran setelah menerapkan model PBL, yaitu peserta didik terlihat berpartisipasi aktif dan semakin mandiri dalam proses pembelajaran, mempresentasikan hasil penyelesaian masalah dan memberikan kesimpulan pembelajaran. Pada analisis data kuantitatif, persentase jumlah peserta didik yang mencapai KKM kompetensi pengetahuan pada skor dasar yaitu 12,82% meningkat menjadi 46,15% pada siklus pertama dan meningkat menjadi 66,67% pada siklus kedua. Pada kompetensi keterampilan, persentase jumlah peserta didik yang mencapai KKM pada siklus pertama yaitu 33,33% meningkat menjadi 56,41% pada siklus kedua. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa penerapan model Problem Based Learning dapat memperbaiki proses pembelajaran dan dapat meningkatkan hasil belajar matematika peserta didik kelas VII-A SMP Negeri 40 Pekanbaru.