Penelitian ini bertujuan untuk menginvestigasi kemampuan self-efficacy dan peningkatan kemampuan penyelesaian masalah matematis siswa melalui pembelajaran dengan menggunakan metode Pembelajaran Berbasis Masalah (PBM). Penelitian ini menggunakan metode quasi eksperimen dengan desain kontrol tes akhir untuk kemampuan self-efficacy matematis dan pre-test post-test untuk kemampuan penyelesaian masalah matematis ditinjau dari kemampuan awal matematika siswa. Sampel penelitian ini adalah siswa kelas X-IPA di SMA 3 dan SMA 4 Kabupaten Tangerang pada semester ganjil Tahun Ajaran 2017/2018 sebanyak 96 orang. Hasil penelitian ini adalah (1) Peningkatan kemampuan penyelesaian masalah matematis siswa yang diberi perlakuan metode PBM lebih tinggi daripada siswa yang mendapat pembelajaran konvensional; (2) Terdapat interaksi antara metode pembelajaran dan Kemampuan Awal Matematika (KAM) terhadap peningkatan kemampuan penyelesaian masalah matematis; (3) Terdapat peningkatan kemampuan penyelesaian masalah matematis pada siswa KAM tinggi; (4) Tidak terdapat peningkatan kemampuan penyelesaian masalah matematis pada siswa KAM rendah; (5) Self-efficacy siswa yang diberi perlakuan metode PBM lebih tinggi daripada siswa yang mendapat pembelajaran konvensional; (6) Terdapat interaksi antara metode pembelajaran dan KAM terhadap self-efficacy siswa; (7) Terdapat perbedaan self-efficacy pada siswa KAM tinggi; (8) Tidak terdapat perbedaan self-efficacy pada siswa KAM rendah.