Mobil pemadam kebakaran, mobil ambulan dan enam helikopter dikerahkan untuk mengatasi situasi.
Sejumlah bangunan yang berada di sekitar pabrik pupuk itu juga dilaporkan ikut terbakar, demikian laporan KWTX-TV.
Ledakan di pabrik West Fertilizer dilaporkan terjadi pukul 19:50 waktu setempat.
Media Waco Tribune-Herald melaporkan pemadam kebakaran mencoba untuk mengendalikan api yang membakar pabrik saat ledakan terjadi, dan sejumlah petugas mengalami luka-luka.
Ledakan terjadi di West, sebuah kota dengan penduduk berjumlah 2.700 jiwa di bagian utara Waco.
Tayangan di TV menunjuukan kendaraan gawat darurat melaju ke lokasi dan petugas ambulans menggunakan lapangan olahraga terdekat sebagai kawasan pertolongan pertama.
Glenn A Robinson, kepala eksekutif Pusat Medis Hillcrest di Waco, kepada CNN mengatakan bahwa rumah sakitnya menerima 66 orang korban luka termasuk 38 diantaranya mengalami luka serius.
"Sebuah ledakan turut merusak struktur bangunan yang berdekatan dengan pabrik,'' kata Wakil Kepala Pemadam Kebakaran Waco Don Yeager kepada kantor berita AFP.
Tiga kali ledakan
Laporan yang belum dikonfirmasi menyebutkan sebuah panti jompo ambruk akibat ledakan dan sejumlah orang orang diyakini terjebak di dalam.
Beberapa orang dilaporkan di evakuasi dari panti tersebut.
Saksi mata Debby Marak kepada kantor berita Associated Press mengatakan dia melihat asap mengepul dari dalam kawasan dekat pabrik dan mendekatinya untuk mengetahui apa yang terjadi.
Dia mengatakan ketika dia tiba, dua anak lelaki berlari sambil berteriak bahwa otoritas meminta mereka untuk pergi karena pabrik pupuk akan meledak.
Dia mengatakan tak jauh setelah dia mundur ledakan terjadi.
"Itu seperti berada di dalam tornado,'' katanya. ''Barang-barang beterbangan. Memecahkan kaca depan mobil saya. Seperti dunia berguncang.''
Warga lainnya kepada KWTX-TV mengatakan dia mendengar beberapa kali ledakan dari jarak 20km.
"Terdengar seperti tiga bom meledak di dekat kami,'' kata Lydia Zimmerman.
Gubernur Texas Rick Perry dalam sebuah pernyataan mengatakan: ''Kami mengawasi perkembangan dan mengumpulkan informasi di saat informasi rinci lanjutan mengemuka terkait insiden ini.''
"Kami juga telah menggerakan sumber daya negara bagian untuk menolong otoritas lokal. Duka dan doa kami bersama dengan warga West, dan bagi petugas yang berada di lokasi.''