Penelitian ini dilatarbelakangi Rendahnya hasil belajar siswa pada mata pelajaran Pendidikan Agama Islam (PAI) disebabkan karena proses pembelajaran masih berpusat pada guru sehingga siswa kurang aktif dalam kegiatan belajar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penerapan dan efektivitas model pembelajaran Problem Solving dalam meningkatkan hasil belajar siswa pada mata pelajaran Pendidikan Agama Islam (PAI) kelas VII di SMP Negeri 2 Bengkalis. Penelitian ini menggunakan pendekatan kuantitatif dengan metode eksperimen. Sampel penelitian terdiri dari kelas eksperimen dan kelas kontrol yang berjumlah 51 siswa. Teknik pengumpulan data dilakukan melalui tes, observasi, dan dokumentasi. Penerapan model pembelajaran Problem Solving telah terlaksana dengan baik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rata pretest kelas eksperimen sebesar 62,41 meningkat menjadi 89,26 pada posttest dengan persentase peningkatan sebesar 43,02%. Sementara itu, kelas kontrol mengalami peningkatan dari 63,54 menjadi 68,96 dengan persentase 8,53%. Hasil uji Mann Whitney memperoleh nilai Asymp. Sig. (2-tailed) sebesar 0,000 < 0,05 sehingga Ha diterima dan Ho ditolak. Dengan demikian, model pembelajaran Problem Solving efektif dalam meningkatkan hasil belajar siswa pada mata pelajaran PAI kelas VII di SMP Negeri 2 Bengkalis.