Penelitian ini dilatarbelakangi oleh pentingnya dikembangkan kemampuan berpikir logis semenjak dini dan masih adanya fakta bahwa hasil belajar fisika belum memuaskan. Di lain pihak adanya pengembangan berbagai metode pembelajaran yang diharapkan dapat meningkatkan kemampuan berpikir logis dan  hasil belajar fisika siswa. Penelitian ini difokuskan pada upaya peningkatan kemampuan berpikir logis dan hasil belajar fisika siswa dengan menerapkan metode demonstrasi dalam pembelajaran. Penelitian ini dilaksanakan pada suatu SMA di kota Bandung. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui peningkatan kemampuan berpikir logis dan hasil belajar fisika siswa setelah diterapkan metode demonstrasi dalam pembelajaran. Desain penelitian yang digunakan adalah one group pretest-posttest design. Sampel penelitian terdiri dari 35 siswa. Untuk mengukur peningkatan kemampuan berpikir logis digunakan tes yang telah diadaptasi dan dimodifikasi dari tes berpikir logis  Roadrangka. Untuk mengukur hasil belajar ranah kognitif siswa digunakan instrumen tes. Sedangkan untuk mengukur peningkatan hasil belajar ranah afektif dan psikomotor siswa digunakan lembar observasi.  Berdasarkan hasil penelitian diperoleh bahwa kemampuan berpikir logis dan hasil belajar siswa mengalami peningkatan setelah diterapkannya metode demonstrasi dalam pembelajaran. Peningkatan kemampuan berpikir logis siswa terlihat dari perubahan nilai rata-rata pretest yaitu 1,158 menjadi 1,701 pada saat posttest. Selain itu peningkatan hasil belajar ranah kognitif ditunjukkan dengan nilai gain ternormalisasi pada tiap pertemuan yaitu pada pertemuan kesatu dengan nilai gain ternormalisasi 0,23. Pada pertemuan kedua dengan nilai gain ternormalisasi 0,23. Pada pertemuan ketiga dengan nilai gain ternormalisasi 0,52. Profil peningkatan hasil belajar ranah afektif ditunjukkan dengan persentase rata-rata pada pertemuan kesatu 68,17%, pada pertemuan kedua 67,93% dan pada pertemuan ketiga 71,85%. Profil peningkatan hasil belajar ranah psikomotor ditunjukkan dengan persentase rata-rata pada pertemuan kesatu 61,80%, pada pertemuan kedua 54,62% dan pada pertemuan ketiga 59,63%. 

Kata kunci: Metode Demonstrasi, Kemampuan Berpikir Logis, Hasil Belajar