Защита от наводнений Барьера Темзы срабатывает, когда в Северном море прогнозируются высокие приливы и отливы, а речной сток находится на границе приливов и отливов на Теддингтонском плотине. Если уровень воды в центре Лондона может превысить 4,87 метра (16,0 футов), то это и есть спусковой крючок.
Закрытие начинается примерно за 9 часов до того, как опасный прилив достигнет барьера. Сообщения дают приказ остановить речное движение, закрыть дополнительные ворота и предупредить других пользователей реки. Так же, как и барьер на Темзе, меньшие по размеру ворота вдоль Темзового прилива должны быть закрыты. Как только речное судоходство будет остановлено и все ворота будут закрыты, тогда сам Темзовой барьер можно будет закрыть. Сначала закрываются ворота меньшего размера, а затем последовательно закрываются основные судоходные пролёты. Ворота остаются закрытыми до тех пор, пока прилив ниже по течению барьера не упадет на тот же уровень, что и уровень воды выше по течению.
После проливных дождей к западу от Лондона паводковые воды стекают вниз по Темзе вверх по течению (до Лондона). Так как река приливная от Теддингтонской плотины до самого Лондона, это только проблема при сильном приливе, которая не позволяет паводковой воде уйти в море. Из Теддингтона река впадает в устье, а при отливе может потребоваться гораздо большая скорость течения, чем дальше пойдет вниз по течению.
Когда река находится в паводке выше по течению, если ворота закрываются вскоре после отлива, за барьером удерживается огромный пустой объем, который может действовать как водохранилище, удерживающее паводковую воду, идущую над Теддингтонским плотиной. Большинство речных паводков не заполнят этот объем в те несколько часов прилива, когда заграждение необходимо закрыть. Если бы барьера не было, то прилив и отлив заполнили бы этот объем, и тогда паводковая вода могла бы разлиться по берегам реки в Лондоне. Примерно треть перекрытий до 2009 г. должны были предотвратить наводнения, вызванные сильными дождями к западу от Лондона.