Hasil wawancara guru kimia kelas XI IPA di SMA Negeri 2 Tegal diketahui bahwa kurangnya inovasi bahan ajar dan pembelajaran masih berpusat pada guru mengakibatkan kurang optimalnya pemahaman konsep dan aktivitas peserta didik cenderung pasif. Salah satu bahan ajar yang dapat digunakan untuk mengoptimalkan pemahaman konsep dan aktivitas siswa adalah modul yang berbasis POGIL. Penelitian ini merupakan jenis penelitian kuantitatif penerapan pembelajaran menggunakan modul kimia berbasis POGIL yang bertujuan untuk mengetahui efektivitas modul terhadap pemahaman konsep peserta didik. Penelitian ini menggunakan non-equivalent pretest-posttest control group design. Teknik pengambilan sampel dalam penelitian ini adalah cluster random sampling. Sampel yang digunakan adalah kelas XI IPA 2 sebagai kelas kontrol dan kelas XI IPA 3 sebagai kelas eksperimen. Penelitian diawali dengan pretest kemudian diberikan treatment (pembelajaran metode ceramah dan tanya jawab pada kelas kontrol dan pembelajaran metode POGIL menggunakan modul kimia kelarutan dan hasil kali kelarutan pada kelas eksperimen) dan diakhiri dengan posttest. Berdasarkan hasil penelitian, diketahui rata-rata posttest kelas eksperimen sebesar 70,929 dan rata-rata posttest kelas kontrol sebesar 38,5. Hasil uji perbedaan rata-rata dihasilkan thitung = 10,327 > ttabel = 0,68 dalam taraf signifikan 5%. Hal ini juga didukung hasil Ngain kelas eksperimen sebesar 0,631 (sedang) dan Ngain kelas kontrol sebesar 0,209 (rendah). Dengan demikian modul kimia berbasis POGIL (Process Oriented Guided Inquiry Learning) pada materi kelarutan dan hasil kali kelarutan efektif meningkatkan pemahaman konsep peserta didik kelas XI IPA di SMA Negeri 2 Tegal.