Literasi menjadi salah satu hal yang menjadi perhatian dan sangat penting saat ini dikarenakan literasi termasuk kedalam kemampuan dasar yang harus dimiliki pada Abad 21. Berdasarkan penelitian yang dilakukan PISA (Programme for Internatonal Student Assessment), literasi sains peserta didik di Indonesia masih rendah. Oleh karena itu perlu dikaji bagaimana mengukur literasi kimia berdasarkan kemampuan berpikir kritis peserta didik dengan menggunakan model pembelajaran PDEODE. Tujuan dilakukannya penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh model pembelajaran dan kemampuan berpikir kritis terhadap literasi kimia peserta didik pada materi larutan penyangga. Populasi dari penelitian ini adalah peserta didik Kelas XI SMA Negeri 5 Jakarta. Instrumen penelitian yang digunakan adalah tes kemampuan berpikir kritis dan tes literasi kimia bab larutan penyangga. Data hasil tes literasi kimia dianalisis menggunakan metode ANAVA dua jalur, kemudian dilanjutkan dengan uji Tukey pada taraf signifikansi 5%. Berdasarkan hasil dari penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa (1) literasi kimia peserta didik yang menggunakan model pembelajaran PDEODE lebih tinggi dibandingkan dengan model pembelajaran 5M, (2) tidak terdapat interaksi antara model pembelajaran dan kemampuan berpikir kritis terhadap literasi kimia, (3) literasi kimia peserta didik yang diajarkan dengan model pembelajaran PDEODE lebih tinggi dibandingkan dengan peserta didik yang diajarkan model pembelajaran 5M pada kelompok peserta didik dengan kemampuan berpikir kritis tinggi, (4) literasi kimia peserta didik yang diajarkan dengan model pembelajaran 5M lebih rendah dibandingkan dengan peserta didik yang diajarkan model pembelajaran PDEODE pada kelompok peserta didik dengan kemampuan berpikir kritis rendah.