Penggunaan model pembelajaran konvensional dalam kegiatan proses pembelajaran menjadi salah satu faktor penyebab rendahnya keterampilan proses sains peserta didik di SMA N 1 Kaliwungu. Oleh karena itu model pembelajaran yang interaktif perlu diterapkan untuk mengembangkan keterampilan proses sains peserta didik. Penelitian ini meneliti tentang efektivitas model pembelajaran Problem Based Learning (PBL) terhadap keterampilan proses sains. Penelitian ini termasuk pada penelitian eksperimen dengan menggunakan desain Post test-only Control Design. Populasi pada penelitian ini yaitu seluruh kelas X di SMAN 1 Kaliwungu. Sampel yang digunakan adalah kelas X2 sebagai kelas eksperimen dan kelas X1 sebagai kelas kontrol. Pengambilan sampel menggunakan teknik cluster random sampling. Teknik pengumpulan data menggunakan observasi, wawancara dan nontes/portofolio. Instrumen portofolio dibuat menggunakan indikator keterampilan proses sains menurut Suja , yang diujikan kepada kelas eksperimen dan kontrol. Teknik analisis data yang digunakan pada penelitian ini yaitu berupa uji independent sample t-test. Nilai sig. 2-tailed dari kedua kelas < 0,05. Hal ini menandakan bahwa Ha diterima sedangkan H0 ditolak. Yaitu model pembelajaran problem based learning (PBL) efektif terhadap ketrampilan proses sains peserta didik materi kimia hijau. Hasil rata-rata nilai post test pada kelas eksperimen sebesar 79,27 dan pada kelas kontrol sebesar 61,26. Hal tersebut menandakan bahwa penggunaan model pembelajaran problem based learning lebih efektif terhadap keterampilan proses sains peserta didik jika dibandingkan dengan model konvensional.