As mudanças climáticas podem aumentar os conflitos por água em várias regiões do planeta. Previsões de longo prazo indicam que muitas áreas de semiárido, incluindo o nordeste brasileiro, irão sofrer uma diminuição dos recursos hídricos. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos de alterações na precipitação, devido a mudanças climáticas, na resposta hidrológica da bacia do rio Paraguaçu-BA, bem como avaliar a aplicabilidade dos modelos climáticos e do modelo hidrológico na bacia em estudo. Projeções de anomalias na precipitação foram geradas através de um conjunto de modelos climáticos e as séries sintéticas de precipitação serviram como entrada para o modelo hidrológico SWAT. Os resultados foram analisados através de comparações entre os cenários. O modelo hidrológico apresentou desempenho satisfatório em representar as vazões da região estudada, considerando a maior dificuldade em representar a variabilidade em escala diária. Para todos os cenários avaliados, verificou-se uma tendência na diminuição das chuvas e das vazões a curto e a longo prazo. Porém, é importante destacar que as projeções obtidas através de modelos climáticos globais possuem grande incertezas associadas, principalmente para simulações de longo prazo.