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.
2041. Alex, un ingénieur de renom, est rappelé par la Faculté de Robotique, après dix ans d’absence, pour créer le premier robot libre : un enfant androïde. Il retrouve alors Lana, son amour de jeunesse, et son frère David, qui ont refait leur vie ensemble. Et il va surtout faire la connaissance d’Eva, sa nièce, une petite fille étonnante et charismatique. Entre Eva et Alex se crée une relation particulière, et ce dernier décide alors, contre l'avis de sa mère Lana, de prendre Eva pour modèle de son futur androïde…