Dalam kurikulum mata pelajaran matematika, siswa dituntut mampu mengembangkan kemampuan matematika dalam pemecahan masalah dan mengkomunikasikan ide atau gagasan dengan menggunakan simbol, tabel, diagram, dan media lain. Oleh karena itu, dibutuhkan model pembelajaran yang tepat untuk meningkatkan kemampuan pemecahan masalah dan komunikasi matematis. Penelitian ini bertujuan untuk; 1) mengetahui peningkatan kemampuan pemecahan masalah dan komunikasi matematis apabila ditinjau keseluruhan siswa dan level kemampuan awal siswa, 2) interaksi antara model pembelajaran dan level kemampuan siswa terhadap peningkatan kemampuan pemecahan masalah dan komunikasi matematis dan 3) sikap siswa terhadap pembelajaran model Means-ends analysis. Penelitian ini menggunakan pendekatan kuantitatif dengan metode eksperimen. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa kelas VIII SMPS YPPU Sigli, sedangkan sampelnya adalah siswa kelas VIII-1 sebagai kelas eksperimen dan kelas VIII-2 sebagai kelas kontrol. Instrumen yang digunakan adalah jenis tes dan non tes. Analisis data dilakukan secara kuantitatif dengan menggunakan uji-t terhadap rataan gain ternormalisasi antara kedua kelompok sampel dan uji anova dua jalur untuk menguji interaksi antara model pembelajaran dan level siswa terhadap peningkatan kemampuan matematis siswa. Hasil penelitian menyimpulkan bahwa peningkatan kemampuan pemecahan masalah dan komunikasi matematis siswa yang memperoleh pembelajaran model Means-ends analysis lebih baik daripada siswa yang memperoleh pembelajaran konvensional baik ditinjau berdasarkan keseluruhan siswa maupun berdasarkan level kemampuan siswa. Terdapat interaksi antara faktor model pembelajaran dan level kemampuan siswa terhadap peningkatan kemampuan pemecahan masalah matematis. Tidak terdapat interaksi antara model pembelajaran Means-ends analysis dan level kemampuan siswa terhadap peningkatan kemampuan komunikasi matematis. Siswa memiliki sikap positif terhadap pelajaran matematika dan pembelajaran Means-ends analysis. Kata Kunci: Kemampuan Pemecahan Masalah Matematis, Kemampuan Komunikasi Matematis, Model Means-ends analysis.