Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan dan mengetahui perbedaan kemampuan berargumentasi ilmiah materi ikatan kimia peserta didik kelas X MIA SMA Negeri 1 Lawang, X MIA MA Negeri 1 Malang, dan mahasiswa Universitas Negeri Malang (UM) Prodi Pendidikan Kimia semester dua angkatan 2016. Penelitian ini menggunakan rancangan penelitian deskriptif dengan pendekatan kualitatif. Subyek penelitian ini adalah peserta didik kelas X MIA 1 SMA Negeri 1 Lawang sebanyak 32 peserta didik, X MIA 3 MAN 1 Malang sebanyak 32 peserta didik, dan UM Prodi Pendidikan Kimia Offering A semester dua angkatan 2016 sebanyak 31 mahasiswa. Instrumen penelitian berupa 3 butir soal esai kemampuan berargumentasi dan pedoman wawancara peserta didik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan kemampuan berargumentasi ilmiah materi ikatan kimia antara SMA Negeri 1 Lawang dengan MA Negeri 1 Malang, SMA Negeri 1 Lawang dengan UM Prodi Pendidikan Kimia semester dua angkatan 2016, dan ada perbedaan antara MA Negeri 1 Malang dengan UM Prodi Pendidikan Kimia semester dua angkatan 2016. Seluruh jenjang pendidikan tersebut didominasi dengan level 2a. Level 2a dengan persentase tertinggi yaitu mahasiswa UM Prodi Pendidikan Kimia semester dua angkatan 2016 sebesar 53,76% diikuti peserta didik SMA Negeri 1 Lawang sebesar 49,31% dan MA Negeri 1 Malang sebesar 47,91%. Faktor-faktor yang mempengaruhi kemampuan berargumentasi ilmiah peserta didik adalah pemahaman peserta didik terhadap materi ikatan kimia dan keterlibatan peserta didik dalam kegiatan argumentasi selama proses pembelajaran.