Penutupan pertahanan banjir Thames Barrier dipicu ketika pasang tinggi diperkirakan terjadi di Laut Utara dan aliran sungai tinggi pada batas pasang surut di bendung Teddington. Jika ketinggian air mungkin melebihi 4,87 meter (16,0 kaki) di pusat kota London, itulah pemicunya.
Penutupan dimulai sekitar 9 jam sebelum air pasang yang berbahaya mencapai pembatas. Pesan-pesan memberikan perintah untuk menghentikan lalu lintas sungai, menutup pintu-pintu tambahan dan memperingatkan pengguna sungai lainnya. Selain Thames Barrier, gerbang-gerbang yang lebih kecil di sepanjang Thames Tideway harus ditutup. Setelah navigasi sungai dihentikan dan semua gerbang ditutup, maka Thames Barrier itu sendiri dapat ditutup. Pintu-pintu yang lebih kecil ditutup terlebih dahulu, kemudian bentang utama yang dapat dilayari secara berurutan. Pintu-pintu air tetap ditutup sampai air pasang di hilir penghalang turun ke tingkat yang sama dengan tingkat air di hulu.
Setelah hujan lebat di sebelah barat London, air banjir mengalir ke hulu Sungai Thames (sebelum London). Karena sungai ini pasang surut dari bendung Teddington sampai ke London, hal ini hanya menjadi masalah pada saat air pasang, yang mencegah air banjir keluar ke laut. Dari Teddington, sungai membuka ke muara, dan pada saat air surut, sungai dapat menampung laju aliran yang jauh lebih besar semakin jauh ke hilir.
Ketika sungai sedang banjir di hulu, jika pintu-pintu air ditutup sesaat setelah air surut, volume kosong yang sangat besar akan tertahan di belakang penghalang yang dapat bertindak sebagai reservoir untuk menahan air banjir yang datang melewati bendung Teddington. Sebagian besar banjir sungai tidak akan mengisi volume ini dalam beberapa jam pasang tinggi ketika penghalang perlu ditutup. Jika penghalang tidak ada di sana, air pasang yang tinggi akan mengisi volume ini sebagai gantinya, dan air banjir kemudian dapat tumpah di atas tepi sungai di London. Sekitar sepertiga dari penutupan hingga tahun 2009 adalah untuk mencegah banjir yang disebabkan oleh hujan lebat di sebelah barat London.