– Jag hörde minst 20–30 skott, om inte mer, säger ett vittne till ABC:s lokalstation 7 News.
Polisen bekräftar att en masskjutning ägt rum och att en misstänkt gärningsman gripits.
– Vi utreder den här händelsen som både ett hatbrott och ett fall av rasistiskt motiverad våldsbejakande extremism, säger Stephen Belongia från FBI på en presskonferens.
"En skräckfilm"
Utöver de tio döda har tre personer skadats, varav två allvarligt, skriver tidningen Buffalo News. Kroppar har hittats både utanför och inne i butiken.
– Det är som att kliva in i en skräckfilm, fast allt är verkligt. Det är armageddonlikt. Det är överväldigande, säger en polis på plats till tidningen.
Skytten ska ha varit klädd i kamouflagekläder, kroppsskydd, svart hjälm och varit beväpnad med ett gevär.
Utredarna misstänker att gärningsmannen direktsänt allt på nätet via en kamera monterad på hjälmen, skriver AP och andra amerikanska medier med hänvisning till poliskällor.
Enligt källorna visar filmen hur skytten parkerar framför butiken med ett gevär i framsätet. Därefter siktar han mot människor på parkeringen medan han kliver ur bilen och börjar skjuta. Filmen uppges även visa hur mannen går in i butiken och fortsätter skjuta.
Ett av offren ska vara en pensionerad polis som arbetade som säkerhetsvakt i butiken.
Rasistiskt motiv
Polisen undersöker också uppgifter om att skytten lagt ut ett manifest online. Bland annat tittar utredarna på om gärningsmannen haft ett rasistiskt motiv.
Matbutiken ligger i ett område där många svarta människor bor, runt fem kilometer norr om centrala Buffalo, skriver AP.
Vittnet Braedyn Kephart såg hur skytten övermannades och greps.
– Han stod där med geväret mot hakan. Vi undrade vad som pågick, säger hon till AP och tillägger att mannen gick ner på knä.
– Så slet han av sig hjälmen och släppte vapnet och tacklades av polis.
Gömde sig i kylrummet
En man som arbetar i butiken berättar för Buffalo News att han var i kylrummet för att fylla på med mjölk när han hörde skott.
– Skott och skott och skott. Det lät som att saker välte, säger han och tillägger att han och flera andra personer höll sig gömda i kylen.
Delstaten New Yorks guvernör Kathy Hochul säger att hon följer utvecklingen.
"Vi har erbjudit hjälp till de lokalt ansvariga", skriver hon på Twitter.
USA:s justitieminister Merrick Garland har informerats om händelsen, enligt en talesperson.