Malgré la difficulté de trouver une cause, des hypothèses sont tout de même réalisées. Celle d’un facteur environnemental est d’ailleurs privilégiée, en particuliers par certaines personnalités politiques.
L’un d’entre eux, à la tête de liste Europe écologie les verts pour les européennes, a indiqué sur le plateau de RTL que l’usage des pesticides est probablement la cause des excès de cas d’agénésie observés (d’après l’article « Bébés nés sans bras : "Très probable que ces malformations soient liées aux pesticides", dit Yannick Jadot sur RTL », 8 octobre 2018). Il a indiqué que « toutes les familles qui ont été touchées par ces malformations vivent à côté des champs de maïs et des champs de tournesol. » Delphine Batho, député de la 2ème circonscription des Deux-Sèvres, ajoute dans le même sens qu’il y a « assurément un facteur environnemental » sur le plateau de Bourdin Direct (BFM TV) le 9 octobre 2018. Elle évoque également un « déni organisé ».
Pour l’instant, la piste environnementale n’est pas encore prouvée, mais elle provoque néanmoins un débat vif, avec certains acteurs politiques qui n’hésitent pas à défendre l’idée que l’origine du problème est environnementale. Mais pour certains scientifiques, cette piste n’est probablement pas probante.
Lors de son intervention le jeudi 18 avril 2019 sur France Inter, Emmanuelle Amar, directrice du REMERA, affirme que l'eau bue ou utilisée par les mamans pour cuire des aliments serait la cause de l'ATMS de leur enfant.
Elle explique sur France Inter que les entretiens menés avec les mères concernées n’ayant pas permis de mettre en évidence des causes individuelles, « les soupçons se sont très vite portés sur l’environnement et sur l’eau ». Grâce à l'aide d’un biologiste, d’une généticienne, d’un spécialiste de l’eau et des risques industriels et d’un agronome, l'enquête a montré que les localités étudiées présentent toutes un point commun en matière de réseau de distribution des eaux : « un captage en amont, dans des zones potentiellement polluées, et une situation géographique en bout de réseau ».
Néanmoins, le lien entre eau polluée et ATMS est loin encore d'être établi puisque l'agent responsable n'a pas encore été identifié. La recherche des causes n'en est donc encore qu'au commencement et risque de n'être peut-être jamais résolue.