Det skriver Wall Street Journal och hänvisar till en icke namngiven källa samt till dokument som tidningen fått tillgång till.
Undersökningarna ska bygga på uppgifter från en visselblåsare. Utöver Danske, som inte står under USA-tillsyn, ska Deutsche Bank och Citigroup även varit involverade i transaktionerna. Deutsche uppges ha agerat som korrespondentbank och hanterat dollaröverföringar medan Citigroups Moskvakontor enligt WSJ:s källor ska ha varit involverade i vissa av transaktionerna genom Danske i Estland.
Enligt Wall Street Journal har danska och estländska myndigheter varit i kontakt med amerikanska motparter.
I slutet av augusti uppgav Marshall Billingslea, chef inom det amerikanska finansdepartementet och med ansvar för ekonomisk brottslighet, för den danska tidningen Berlinske att amerikanska myndigheter mycket noga följde utvecklingen i Danske Banks estländska penningtvättshärva.
I nästa vecka väntas Danske Bank släppa slutsatser i en utredning av den estländska verksamheten. Danske Banks egeninitierade utredning rör åren 2007-2015.
Omfattande transaktioner ska ha skett från tidigare Sovjetstater och Ryssland. Wall Street Journal rapporterade i förra veckan att 150 miljarder dollar ska ha flödat igenom Danske Banks estländska verksamhet från utländska konton till och med 2015.
Danske Banks aktie föll på nyheten och var 3,5 procent ned vid 13.40-tiden på fredagen.