Dari hasil tes siswa XI MIPA di SMA ABC Yogyakarta, peneliti menemukan siswa kesulitan dalam mengerjakan tes yang diberikan sehingga berdampak pada rendahnya hasil belajar kognitif siswa. Hal ini dikarenakan kegiatan pembelajaran di dalam kelas yang berpusat pada guru dan berjalan monoton sehingga tujuan instruksional tidak tercapai yang dibuktikan dengan hasil tes yang rendah. Berdasarkan permasalahan ini, peneliti merencanakan dan merancang metode tutor sebaya dalam pembelajaran. Hal ini ditujukan untuk melihat peningkatan hasil belajar kognitif siswa. Peneliti menggunakan metode Penelitian Tindakan Kelas yang dilakukan sejak 15 Oktober 2015 hingga 29 Oktober 2015. Penelitian yang dilaksanakan berlangsung sebanyak dua siklus dengan melibatkan 22 siswa. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah lembar tes, lembar kusioner siswa, lembar observasi dan wawancara mentor dan rekan sejawat serta jurnal refleksi peneliti. Dalam menganalisis instrumen tersebut, peneliti menggunakan penghitungan matematika sederhana dan analisis secara kualitatif deskriptif. Dari hasil penelitian, diperoleh peningkatan kognitif pada level mengetahui dari 77,27% menjadi 86,36% dan peningkatan kognitif dari 63,64% menjadi 90,9% pada level memahami dalam materi Sistem Gerak sehingga dapat disimpulkan bahwa hasil belajar kognitif dapat ditingkatkan melalui penerapan metode pembelajaran tutor sebaya. / Based on the student‟s test score in class XI Science in ABC Senior High School Yogyakarta, the observer found that the students have difficulties in working on a test given about Movement System which impacted their low cognitive achievement. This happened because the learning process in the classroom that focuses on teacher and monotone so the instructional objective cannot be reached by the students which was proved by the low of the test result. Based on this problem, observer plan and design a peer tutor in learning process. This showed by the increase of student‟s cognitive result. Observer used Classroom Action Research which was started on October 20th 2015 until October 29th 2015. The research held two cycles that involves 22 students. The instruments used were test sheet, student feedback sheet, observation sheet, and mentor interview with observer also observer‟s journal reflection. In the process of analyzing the instrument, observer used simple mathematics calculation and qualitative analysis technique. From the observation that has been done, the students‟ cognitive level (knowledge) increased from 77,27% to 86,36% in and the cognitive level (understanding) increased from 63,64% to 90,9% about Movement System which conclude that the cognitive learning can be increased through the implementation of peer tutoring learning method.