Avec Dark Waters, Todd Haynes s'invite dans le film engagé (côté écolo), le thriller légaliste et l'enquête d'un David contre Goliath. Le film est glaçant et dévoile une fois de plus les méfaits d'une industrialisation sans régulation et sans normes.
A Coney Island, dans les années 1950, aux alentours du parc d'attraction Deno's Wonder Wheel Amusement Park, deux femmes et deux hommes se croisent et se confrontent. Ginny est une ancienne actrice lunatique devenue serveuse et mère d'un petit garçon pyromane, Richie, dont le père les a abandonnés. Un jour, elle rencontre Mickey, un jeune et séduisant maître-nageur qui rêve de devenir dramaturge. Elle tombe amoureuse de lui mais elle est mariée à Humpty, un opérateur de manège très attaché à sa fille Carolina qui refait surface dans sa vie. Après avoir disparu de la circulation, elle se réfugie chez son père pour fuir des gangsters à ses trousses. Mais la jeune fille tombe également amoureuse de Mickey, au grand désarroi de Ginny...