Pembelajaran abad ke-21 tidak hanya mengandalkan pengetahuan akan tetapi keterampilan pun ikut berperan. Literasi sains menjadi salah satu aspek yang memiliki peran penting dalam proses pembelajaran. Selain itu, pelaksanaan pembelajaran akan berjalan dengan baik dapat dipengaruhi oleh karakteristik peserta didik berupa keyakinan yang kuat dalam diri (self-efficacy) untuk menyelesaikan tantangan yang harus dihadapi peserta didik. Salah satu model pembelajaran yang dinilai tepat dalam mengembangkan kemampuan literasi sains dan sikap self-efficacy yaitu Group Investigation. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh model pembelajaran Group Investigation terhadap kemampuan literasi sains dan self-efficacy peserta didik SMA. Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah kuasi eksperimen. Teknik sampling yang digunakan adalah purposive sampling dengan sampel kelas X-10 sebagai kelas eksperimen dan kelas X-11 sebagai kelas kontrol. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah soal dan angket pretest – posttest literasi sains dan self-efficacy, lembar observasi peserta didik dan guru, wawancara dan dokumentasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat pengaruh model pembelajaran Group Investigation terhadap kemampuan literasi sains dan self-efficacy peserta didik SMA. Hal ini dilihat dari analisis uji anacova kemampuan literasi sains dan self-efficacy dengan signifikansinya sebesar 0,001<0,05.