Keterampilan berpikir kritis merupakan keterampilan siswa dalam menganalisis fakta dan ide secara mendalam untuk merumuskan solusi masalah secara efektif. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengukur peningkatan keterampilan berpikir kritis siswa. Sampel penelitian adalah siswa kelas XI MIPA 4 dengan nilai akademik terendah dibandingkan kelas lainnya, dan cenderung pasif dalam pelajaran Biologi. Metode penelitian yang digunakan adalah penelitian tindakan kelas (PTK) yang dilaksanakan dalam beberapa siklus dengan menerapkan model PjBL. Pengumpulan data keterampilan berpikir kritis dilakukan melalui pre-test dan post-test berupa soal esai pada setiap siklus; selanjutnya, hasil jawaban diukur menggunakan rubrik keterampilan berpikir kritis dari Finken dan Ennis (1996). Analisis penelitian menggunakan Normalized Gain (N-Gain) untuk mengetahui tingkat peningkatan keterampilan berpikir kritis siswa. Hasil penelitian menunjukkan adanya peningkatan skor keterampilan berpikir kritis siswa dari 0.23 (kategori rendah) pada Siklus I menjadi 0.56 (kategori sedang) pada Siklus II. Peningkatan ini menegaskan bahwa penerapan model PjBL dapat terus meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa. Berdasarkan temuan ini, disarankan bagi guru untuk terus menerapkan model pembelajaran PjBL secara berkelanjutan dan bagi peneliti selanjutnya untuk lebih berfokus pada setiap indikator berpikir kritis.