Правильно: в Москве; в г. Москве, в городе Москве. Последние два варианта следует характеризовать как специфически-канцелярские, то есть употребительные преимущественно в официально-деловой речи. Варианты в г. Москва, в городе Москва не соответствуют литературной норме.
Правило таково: географическое название, употребленное с родовыми наименованиями город, село, деревня, хутор, река, выступающее в функции приложения, согласуется с определяемым словом, то есть склоняется, если топоним русского, славянского происхождения или представляет собой давно заимствованное и освоенное наименование. Правильно: в городе Москве, в г. Санкт-Петербурге, в городе Владивостоке.
Обычай не склонять географические названия укоренился в профессиональной речи военных и топографов и под влиянием этого профессионально-терминологического языка широко распространился в современной речи, однако нормой его считать нельзя.
Подробно о склонении географических названий и об употреблении перед названиями городов сокращения г. и слова город см. в «Письмовнике».
Правильно: к городу Владикавказу.
Названия склоняются.: в городе Заполярном, Снежногорске, по Комсомольской улице.
Литературная норма требует склонять русское название в сочетании с родовым словом город: в городе Удачном.
Название Миасс склоняется, в том числе корректно (хотя не обязательно) склонение в сочетании со словом город: в городе Миассе.
Правильно: в городе Лондоне. Подробнее см. в «Письмовнике».
