For tre av de skadde er tilstanden kritisk.
Guvernør i Ohio John Kasich beordret at alle attraksjonene i parken skulle stenges inntil de var inspisert. Han varslet også en full etterforskning.
– Tivoli handler om de beste tingene i livet, men denne ulykken er grusom, sa Kasich.
Videoer filmet av tilskuere viser hvordan karusellen svingte fram og tilbake som en pendel før den spinner opp i luften, krasjer inn i noe som fører til at en del av karusellen flyr av gårde før den smeller i bakken
Ifølge Amusements of America opplever passasjerene på «Fire Ball» å bli svingt ca. 12 meter over bakken mens de dreies 13 ganger i minuttet.
En lege på stedet sammenlignet sammenstøtet med en bilkollisjon.
– Passasjerene ble kastet av med høy fart og høy energi, mange meter – minst 15–20 meter om ikke mer – oppe i lufta, sa legen ifølge BBC.
Karusellen, som har fått navnet «Fire Ball», hadde nylig blitt godkjent under flere inspeksjoner samme dag, opplyser lokale myndigheter.
Elleve andre karuseller ble ikke åpnet for publikum onsdag da de ikke ble godkjente.