Penelitian ini melaporkan penerapan pemodelan hidrologi, HEC-HMS, terintegrasi dengan Sistem Informasi Geografis (GIS) untuk mengkaji hubungan curah hujan dan debit aliran dengan kasus DAS Ciliwung Hulu. Data spasial curah hujan yang diperoleh dari data radar digunakan dalam proses simulasi curah hujan-debit aliran dan hasilnya dibandingkan dengan hasil simulasi menggunakan data curah hujan hasil observasi. Analisis hasil simulasi curah hujan-debit aliran dianalisis dengan pendekatan spasial, yaitu membandingkan perbedaan dan persamaan antar sub DAS. Simulasi dilakukan untuk kejadian banjir tahun 2002, 2007 dan 2013. Hasil simulasi curah hujan-debit aliran dengan menggunakan data radar hujan, menunjukkan bahwa sub-DA CiLiwung (Tugu) merupakan sub-DAS yang memberikan debit dengan volume tertinggi pada kejadian banjir bulan Januari - Februari tahun 2002 dan 2007 serta tanggal 16 - 17 Januari 2013 yakni masing- masing sebesar 117 mm, 124 mm dan 46 mm. Faktor karakteristik fisik DAS berupa kemiringan DAS, penggunaan lahan, jenis tanah, dan besarnya curah hujan menjadi faktor yang menentukan tingginya debit aliran. Hasil validasi menggunakan metode RMSE dan Nash menghasilkan nilai simpangan yang kecil terhadap data observasi. Hal tersebut menunjukan bahwa penggunaan data radar cuaca dapat diandalkan dalam mensimulasikan hujan-debit.