Indonesia dengan 70% wilayah lautannya adalah salah satu negara penghasil ikan terbesar. Ikan dengan ukuran dan jenis yang beragam ditangkap oleh nelayan menggunakan peralatan tradisional maupun modern untuk dikonsumsi sehari-hari dan juga untuk dipasarkan. Ukuran ikan merupakan salah satu faktor penentu harga ikan di pasaran, dimana semakin besar ukuran ikan, maka semakin tinggi pula harganya. Biasanya ikan dipisahkan menurut ukuran secara manual dengan menggunakan penglihatan, sehingga tidak akurat. Penelitian ini menghasilkan rancangan prototipe sistem pemilahan ikan sejenis yang mampu mengelompokannya berdasarkan ukuran dengan memanfaatkan metode pengolahan citra. Citra ikan diperoleh dengan kamera yang terintegrasi pada sistem. Citra tersebut diolah dengan menggunakan metode image segmentation untuk menentukan ukuran ikan, dengan 3 kategori ukuran, yaitu kecil, sedang dan besar. Dengan masing-masing ukurannya adalah ikan kecil lebih kecil dari 13cm, ikan sedang lebih besar dari 13cm dan lebih kecil dari 23cm, dan ikan besar lebih besar dari 23cm. Ikan dengan 3 kategori ukuran tersebut akan dikelompokan dengan suatu sistem pemilahan dibawah kendali Programmable Logic Controller (PLC). Waktu yang dibutuhkan untuk memilah 1 ikan maksimum 5 detik. Galat terbesar dari hasil pengukuran 3 sampel pada kategori ikan kecil adalah 1,635%, galat terbesar dari 3 sampel pada kategori ikan sedang adalah 2,924%, dan galat terbesar dari 2 sampel pada kategori ikan besar adalah 1,534%. Keakuratan pengukuran ikan yang paling baik adalah pada kategori ikan kecil dengan nilai galat yang kecil yaitu 1,20016%. Kata kunci : ukuran ikan, pemilahan ikan, pengolahan citra digital, image segmentation, Programmable Logic Controller.