Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan hasil belajar kognitif siswa dengan penerapan Oxzyscape Game pada model discovery learning, mengetahui perbedaan hasil belajar kognitif ditinjau dari kemampuan akademik awal, dan mengetahui interaksi Oxzyscape Game dan kemampuan akademik awal terhadap hasil belajar kognitif. Metode yang digunakan adalah Quasi Eksperiment dengan desain penelitian Pretest-Postest Nonequivalent Control Group Design. Populasi pada penelitian ini adalah kelas XI MIPA SMAN 2 Surakarta sebanyak 5 kelas dan sampel yang digunakan adalah kelas X MIPA 3 dan kelas X MIPA 5 dengan jumlah 72 siswa. Teknik sampling yang digunakan adalah Cluster Random Sampling. Pengambilan data hasil belajar kognitif siswa dengan menggunakan tes. Teknik analisis data yang digunakan adalah uji t untuk mengetahui perbedaan hasil belajar kognitif siswa selanjutnya dilakukan uji anova dua jalan untuk mengetahui kemampuan awal berpengaruh terhadap hasil belajar dan bagaimana interaksi Oxzyscape Game dan kemampuan akademik awal terhadap hasil belajar kognitif. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa terdapat perbedaan nilai kognitif siswa dengan peneraapn Oxzyscape Game pada model discovery learning yaitu nilai siswa pada kelas eksperimen lebih tinggi daripada kelas kontrol; terdapat perbedaan hasil belajar kognitif siswa ditinjau dari kemampuan awal yaitu siswa dengan kemampuan awal tinggi memperoleh nilai yang lebih tinggi daripada siswa dengan kemampuan rendah; dan terdapat interaksi antara Oxzyscape Game dan kemampuan awal terhadap hasil belajar kognitif siswa.