Menghadapi tantangan abad 21, siswa diharapkan menguasai keterampilan berpikir kritis. Pembelajaran berbasis masalah mampu melatih keterampilan berpikir. Salah satu perangkat pembelajaran yang mampu meningkatkan keterampilan berpikir adalah LKPD berbasis PBL. Penelitian ini merupakan penelitian R&D dengan mengembangkan LKPD. Model pengembangan yang digunakan adalah 4-D dengan tahapan Define, Design, Develop, dan Disseminate. Instrumen penelitian adalah lembar validasi ahli materi, pembelajaran, dan desain, angket respons guru, angket respon siswa, serta soal pre-test dan post-test. Produk di validasi oleh ahli materi dengan persentase 90,63 % (sangat layak), pembelajaran dengan persentase 95% (sangat layak), dan desain dengan persentase 88,64% (sangat layak). Hasil respon siswa dengan persentase 90% (sangat layak) pada uji perorangan dan 86% (sangat layak) pada uji kelompok terbatas, hasil respon guru dengan persentase 92,65% (sangat layak). LKPD mampu meningkatkan keterampilan berpikir kritis dengan rata-rata skor pada pretest sebesar 40,26 (rendah) dan posttest sebesar 77,06 (tinggi) dengan N-Gain sebesar 0,57 (sedang).