Il metodo razionale utilizza la relazione 

  dove: Q(T)= portata al colmo con tempo di ritorno T, A= area del bacino h (t,T)=altezza di pioggia ragguagliata con tempo di ritorno T corrispondente a durata t opportunamente fissata (durata critica), C= coefficiente di deflusso.
  

Il metodo razionale, al pari del metodo della corrivazione, porta ancora in conto l’effetto cinematico e stima il tempo di “ritardo” sulla base di formule derivanti da interpretazioni di osservazioni sperimentali. Il metodo ipotizza una precipitazione ad intensità uniforme sull'intera superficie del bacino e costante nel tempo; pervengono così alla sezione di chiusura di quest'ultimo i contributi dei sottobacini via via più distanti dalla sezione stessa sino al raggiungimento della condizione di contributo contemporaneo da parte di tutto il bacino.

 Il tempo di corrivazione, relativo ad un punto assegnato del bacino, è il tempo che impiega una goccia d’acqua che parte da quel punto per raggiungere la sezione di chiusura del bacino. Ad ogni punto del bacino corrisponde un particolare valore del tempo di corrivazione. Un punto particolare è quello idraulicamente più lontano dalla sezione di chiusura, cioè il punto dello spartiacque da cui ha origine l’asta principale della rete idrografica. Il tempo corrispondente a tale punto è il tempo di corrivazione più lungo, e prende nome di tempo di corrivazione del bacino.

Il tempo di corrivazione viene calcolato in funzione delle caratteristiche del bacino secondo una delle formule empiriche disponibili:

Formula di Giandotti:

 -  A è l’area del bacino in km2  

 - L è la lunghezza del bacino in km 

 - H è la quota media del bacino rispetto alla sezione di chiusura in m

Formula di Kirpich:  

in cui:    
         - L è la lunghezza del bacino in km 
        - i è la pendenza media del bacino in m/m

Formula di Ventura:  

in cui:   

    - A è l’area del bacino in km2
               - i è la pendenza media del'asta principale in m/m

Formula di Pasini:       

in cui:     

     - A è l’area del bacino in km2
                - L è la lunghezza del bacino in km 
               -  i è la pendenza media del'asta principale in m/m