Dans Key to the City – Londres, chaque joueur cherche à développer son propre quartier londonien à partir de sa tuile de départ, en utilisant de grandes tuiles hexagonales de lieux. Chaque tuile de lieu rapporte des points de victoire et peut produire des ressources, sous forme de tuiles de compétence ou de connecteurs reliant deux tuiles de lieu. Les connecteurs et les tuiles de compétence servent à améliorer les tuiles de lieu afin d’augmenter leur valeur en points et leur productivité.
La partie se déroule sur quatre ères. À chaque ère, de nouvelles tuiles de lieu sont mises aux enchères. Lors des ères 1 et 2, elles comprennent six tuiles générant des ressources ainsi que quelques tuiles de bâtiments supplémentaires. À l’ère 3, seules des tuiles de bâtiments sont disponibles, déjà améliorées. À l’ère 4, certaines tuiles Routemaster font leur apparition.
À son tour, un joueur choisit l’une de cinq actions. Il peut utiliser un ou plusieurs membres de son équipe d’ouvriers en bois, appelés « keyples », pour enchérir sur une tuile de lieu, activer une tuile de lieu afin de produire des ressources, ou améliorer un lieu. Il peut aussi passer, ce qui lui permet de rejouer plus tard durant la même ère, ou bien cesser définitivement d’agir dans cette ère en faisant partir sa péniche à voile sur la Tamise. La partie s’achève lorsque la dernière péniche a quitté le fleuve à la fin de l’ère 4, et le joueur totalisant le plus de points de victoire l’emporte.
Key to the City – Londres présente des similitudes structurelles avec le jeu primé de R&D en 2012, Keyflower.