Peserta didik di kelas XII MIPA 4 mengaku mengalami kesulitan pada mata pelajaran kimia terutama pada materi kesetimbangan kimia. Kurangnya pemahaman peserta didik terhadap konsep materi yang disampaikan, menyebabkan peserta didik cenderung menghafal rumus-rumus yang ada. Selain itu, pendekatan yang diterapkan oleh pendidik bersifat teacher centered learning (TCL) menyebabkan peserta didik cenderung pasif selama mengikuti pembelajaran. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektivitas pendekatan pembelajaran inkuiri terbimbing bermuatan multi-level representasi terhadap hasil belajar peserta didik di SMAN 1 Cepiring pada materi kesetimbangan kimia dan mengetahui respon peserta didik setelah diterapkannya pendekatan pembelajaran inkuiri terbimbing bermuatan multi-level representasi pada materi kesetimbangan kimia. Penelitian ini menggunakan rancangan Posttest Only Control Design. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah pendekatan pembelajaran inkuiri terbimbing bermuatan multi-level representasi dan variabel terikatnya merupakan hasil belajar peserta didik pada materi kesetimbangan kimia. Pembelajaran pada kelas XI MIPA 2 sebagai kelas kontrol menggunakan metode ceramah sedangkan pada kelas XI MIPA 3 sebagai kelas eksperimen menggunakan pendekatan inkuiri terbimbing bermuatan multi-level representasi. Pendekatan inkuiri terbimbing bermuatan multi-level representasi efektif untuk meningkatkan hasil belajar peserta didik pada materi kesetimbangan kimia. Rata-rata nilai posttest pada kelas eksperimen sebesar 92,2 lebih tinggi dari rata-rata kelas kontrol sebesar 77,89. Berdasarkan uji hipotesis diperoleh nilai Sig. (2-tailed) sebesar 0,000. Nilai tersebut menunjukkan jika H1 diterima atau inkuiri terbimbing dengan multi-level representasi efektif untuk meningkatkan hasil belajar peserta didik pada materi kesetimbangan kimia di SMAN 1 Cepiring. Respon peserta didik setelah diterapkannya pendekatan pembelajaran inkuiri terbimbing bermuatan multi-level representasi sangat positif. Hal ini ditunjukkan dengan nilai rata-rata angket respon peserta didik sebesar 96,87%.