Perubahan pesat dalam sektor kehidupan di abad ke-21 menuntut peningkatan kualitas sistem pendidikan, khususnya dalam menghadapi tuntutan kemampuan berpikir tingkat tinggi. Kemampuan argumentasi ilmiah dan literasi sains menjadi kunci dalam mempersiapkan peserta didik menghadapi era ini. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh Model Pembelajaran Argument Driven Inquiry (ADI) terhadap kemampuan argumentasi ilmiah dan literasi sains pada siswa kelas X MA Mamba’ul Ulum Tunjungmuli. Melalui desain penelitian kuantitatif, hasil menunjukkan bahwa penerapan model ADI secara signifikan meningkatkan kemampuan argumentasi ilmiah peserta didik, tetapi tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap literasi sains. Meskipun demikian, kedua model pembelajaran tersebut dianggap efektif dalam meningkatkan literasi sains peserta didik. Kesimpulannya, penggunaan model ADI berpengaruh terhadap kemampuan argumentasi ilmiah peserta didik, sementara untuk literasi sains, model ADI tidak tidak berpengaruh secara signifikan. Penelitian ini memberikan pemahaman yang lebih baik tentang pentingnya implementasi model pembelajaran yang tepat untuk meningkatkan kemampuan peserta didik dalam pemikiran ilmiah dan literasi sains.