Penelitian ini bertujuan mendeskripsikan pengaruh model pembelajaran dan kemampuan awal peserta didik terhadap prestasi belajar matematika. Penelitian ini adalah penelitian eksperimen dengan variabel bebas model pembelajaran, variabel moderator kemampuan awal, dan variabel terikat prestasi belajar matematika. Populasi penelitian ini adalah semua siswa kelas X di SMA Negeri 5 Mukomuko. Sampel diambil dengan teknik Purposive Random Sampling. Hasil penelitian diolah dengan teknik statistik Anava Dua Jalur dan uji t. Hasil penelitian : (1) terdapat perbedaan signifikan prestasi belajar pada peserta didik yang belajar dengan model pembelajaran PBL dan yang dengan model pembelajaran DI. (2) terdapat perbedaan signifikan prestasi belajar antara peserta didik berkemampuan awal tinggi dengan peserta didik berkemampuan awal rendah. (3) terdapat interaksi antara penggunaan model pembelajaran dan kemampuan awal peserta didik terhadap prestasi belajar peserta didik. (4) terdapat perbedaan signifikan antara prestasi belajar peserta didik berkemampuan awal tinggi yang belajar dengan model pembelajaran PBL dan dengan model pembelajaran langsung. (5) tidak terdapat perbedaan signifikan prestasi belajar peserta didik berkemampuan awal rendah antara belajar dengan model pembelajaran PBL dibandingkan dengan belajar dengan model pembelajaran langsung
