Pemecahan masalah menjadi pendekatan yang efektif dalam merangsang kemampuan berfikir tingkat tinggi, strategi yang dapat digunakan adalah menerapkan model pembelajaran salah satunya Problem Based Learning (PBL). Tujuan dari penelitian ini ialah untuk mengetahui pengaruh PBL terhadap kemampuan siswa dalam memecahkan masalah matematis berbasis Higher Order Thinking Skills (HOTS) di SMA Negeri 1 Baturraden. Penelitian ini menggunakan pendekatan kuantitatif dengan metode quasi eksperimen. Desain penelitian yang digunakan adalah post-test only design. Sampel penelitian diambil menggunakan teknik cluster random sampling. Instrumen penelitian yang digunakan adalah tes kemampuan pemecahan masalah matematis berbasis soal HOTS. Analisis data dilakukan dengan menggunakan uji independent sample t-test. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa siswa yang mengikuti pembelajaran PBL memiliki kemampuan pemecahan masalah matematis berbasis soal HOTS lebih baik daripada siswa yang mengikuti pembelajaran konvensional.