本发明涉及市政工程技术领域，尤其涉及城市路面径流雨水的处理系统及处理方法，其包括处理箱体，处理箱体的侧壁上设置有贯通的雨水进管，处理箱体中依次设置有格栅缓流区、沉淀区、过滤区和计量池，过滤区通过第一输水泵组件与计量池连通，计量池通过第十过水口与污染物检测池连通。处理系统对径流雨水进行处理，将径流雨水中污染物进行有效去除或者降低，对处理达标的径流雨水直接排放到自然水系，未达标的径流雨水才排放至污水处理厂，从而有效地降低了输送至污水处理厂的径流雨水的流量以及提高了径流雨水的质量，显著减小了污水处理厂的处理压力，提高污水处理厂的工作效率。