Une fermeture de la barrière de la Tamise pour la défense contre les inondations est déclenchée lorsque des marées hautes sont prévues dans la mer du Nord et que le débit des rivières est élevé à la limite de la marée au barrage de Teddington. Si le niveau de l'eau risque de dépasser 4,87 mètres dans le centre de Londres, c'est ce qui déclenche la fermeture.
La fermeture commence environ 9 heures avant qu'une marée haute dangereuse n'atteigne la barrière. Des messages donnent l'ordre d'arrêter le trafic fluvial, de fermer les portes secondaires et d'alerter les autres usagers du fleuve. En plus du barrage de la Tamise, les petites portes le long de la Tamise doivent être fermées. Une fois que la navigation fluviale a été arrêtée et que toutes les portes ont été fermées, le barrage de la Tamise lui-même peut être fermé. Les plus petites portes sont fermées en premier, puis les principales travées navigables se succèdent. Les portes restent fermées jusqu'à ce que la marée en aval du barrage descende au même niveau que le niveau de l'eau en amont.
Après de fortes pluies à l'ouest de Londres, les eaux de crue descendent la Tamise en amont (avant Londres). Comme le fleuve est à marée haute depuis le barrage de Teddington jusqu'à Londres, ce n'est un problème qu'à marée haute, ce qui empêche les eaux de crue de s'écouler vers la mer. Depuis Teddington, le fleuve s'ouvre sur son estuaire, et à marée basse, il peut prendre des débits beaucoup plus importants plus on descend en aval.
Lorsque la rivière est en crue en amont, si les vannes sont fermées peu après la marée basse, un énorme volume vide se trouve derrière la barrière qui peut servir de réservoir pour retenir les eaux de crue arrivant par le déversoir de Teddington. La plupart des inondations fluviales ne rempliront pas ce volume pendant les quelques heures de marée haute où la barrière doit être fermée. Si la barrière n'était pas là, la marée haute remplirait ce volume à la place, et les eaux de crue pourraient alors se déverser sur les berges du fleuve à Londres. Environ un tiers des fermetures effectuées jusqu'en 2009 visaient à prévenir les inondations causées par les fortes pluies à l'ouest de Londres.