Sadiq Khan sade att online firman hade vägrat att ta ner knivvideor som först rapporterades i december.
Khan sade att filmerna, som visar igenkännliga platser i London, "var ett chockerande exempel på glamouriseringen av gängkulturen".
YouTube sade att det inte kunde kommentera enskilda fall men sade att det var i kontakt med polisen i denna fråga.
Videorna, som har setts mer än 356.000 gånger, visar gäng som hotar rivaler med en "Rambo kniv" medan andra gör skjutande handsignaler till ett soundtrack av våldsam rap.
En talesperson på YouTube sa att sajten förbjuder videos "som är kränkande eller som främjar våld."
"Vi arbetar nära organisationer som Metropolitan polisen för att förstå lokala sammanhang och specifikt, så att vi kan förstå var konstnärliga uttryck eskalerar till verkliga hot."
Vapen- och knivbrotten i huvudstaden har ökat med 42 % och 24 % under det senaste året, enligt de senaste polissiffrorna.
Sadiq Khan sade: "Sociala medier och internet kan användas för att inflammera spänningar och eskalera våldet snabbare än någonsin tidigare.
"Internetjättar har en politik kring våldsamt innehåll, men de går inte tillräckligt långt."
Claire Hubberstey, VD för Safer London, sade: "Det finns några mycket farliga, allmänt sedda filmer på nätet som utgör ett allvarligt hot mot ungdomar, både förhärligar våld och hotelser och utgör en betydande risk för dem som visas i dem."
Youtube sade att det var engagerat att fortsätta och förbättra sitt arbete i denna fråga och göra platsen "ett fientligt utrymme för dem som försöker göra skada."
Fyra "våldsvideor" på YouTube har inte tagits bort trots förfrågningar från polisen, säger Londons borgmästare.