Turbin gas secara alamiah akan mengalami degradasi kinerja termal seiring bertambahnya jam operasi, sehingga memerlukan tindakan pemeliharaan periodik (overhaul) seperti Combustion Inspection (CI) dan Major Inspection (MI). Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi dan membandingkan tingkat efektivitas pemulihan kinerja termal pada Gas Turbine (GT) 2.2 PT PLN Nusantara Power UP Muara Karang akibat pelaksanaan fase overhaul CI 2020, MI 2023, dan CI 2025. Penelitian ini menggunakan metode kuantitatif berbasis termodinamika siklus Brayton menggunakan data operasi aktual lapangan sebelum dan sesudah overhaul. Parameter kinerja utama yang dievaluasi meliputi Kerja Netto, Efisiensi Termal, Specific Fuel Consumption (SFC), Heat Rate, dan Back Work Ratio (BWR) dengan validasi perhitungan menggunakan Engineering Equation Solver (EES). Distribusi kerugian energi divisualisasikan melalui Diagram Sankey, sedangkan identifikasi akar masalah degradasi ditelaah menggunakan Diagram Fishbone. Hasil analisis menunjukkan tingkat pemulihan kinerja tertinggi dan paling ideal terjadi pada MI 2023 dengan peningkatan efisiensi termal dari 31,34% menjadi 34,45%, penurunan SFC menjadi 0,2091 kg/kWh, serta mencatatkan angka efektivitas pemulihan sebesar 64,45% berkat perbaikan menyeluruh pada area Hot Gas Path (HGP). Fase CI 2020 mencatatkan efektivitas pemulihan tingkat menengah sebesar 41,81%. Sebaliknya, anomali penurunan performa terjadi pada CI 2025 yang hanya menorehkan efektivitas sebesar 10,12%akibat akumulasi penuaan material (aging degradation) di area turbin serta asimetri pembakaran karena penggunaan satu komponen substitusi Top Hat Assembly. Kesimpulannya, pemulihan performa unit secara optimal dan signifikan mutlak memerlukan pemeliharaan skala besar (MI) dengan keutuhan dan keseragaman suku cadang yang 100% homogen.