Northern terrestrial ecosystems are undergoing rapid transformation, potentially affecting the chemistry and microbial community structure in rivers flowing through them. The Sheldrake River flows through permafrost degradation and vegetation gradients resulting from the influence of Hudson Bay on the coastal climate. From 23 to 27 August 2019, we sampled surface waters along a hydrological continuum flowing through this permafrost and vegetation gradients, as well as a salinity gradient. This sampling includes Sheldrake Lake and River, the Sheldrake River plume flowing into Hudson Bay, the coastal waters of Hudson Bay, and an unnamed tributary of the Sheldrake River. This limnological and pigment dataset is complementary to an amplicon dataset (prokaryotes and microbial eukaryotes) available at the NCBI Sequence Read Archive (BioProject: PRJNA803180). It includes data for nutrients (total nitrogen and phosphorus), carbon (dissolved organic and inorganic), dissolved organic carbon characterization (SUVA254, SR, a320, S289), cell abundance measured by flow cytometry, salinity, temperature, oxygen, major cations, pH, specific conductivity, total suspended sediment concentration, and pigments determined by high-performance liquid chromatography. Les écosystèmes terrestres nordiques sont en pleines transformations, affectant potentiellement la chimie et la composition des communautés microbiennes des rivières qui les parcourent. La rivière Sheldrake parcourt un gradient de dégradation de pergélisol et de végétation résultant de l’influence de la baie d’Hudson sur le climat côtier. Du 23 au 27 août 2019 nous avons effectué un échantillonnage d’eau de surface le long d’un continuum hydrologique parcourant ce gradient de pergélisol, de végétation, de même qu’un gradient de salinité. Cet échantillonnage comprend le lac et la rivière Sheldrake, la plume de la rivière Sheldrake sur la baie d’Hudson, les eaux côtières de la baie d’Hudson et un tributaire sans nom de la rivière Sheldrake. Ce jeu de données limnologique et pigmentaire est complémentaire à un jeu de données d’amplicon (procaryotes et eucaryotes microbiens) accessible au Sequence Read Archive du NCBI (BioProject: PRJNA803180). Il inclut des données de nutriments (azote et phosphore total), de carbone (dissous organique et inorganique), de caractérisation du carbone organique dissous (SUVA254, SR, a320, S289), d’abondance cellulaire mesurée par cytométrie en flux, de salinité, de température, d’oxygène dissous, de cations majeurs, de pH, de conductivité spécifique, de concentration de sédiments totaux en suspension et de pigments déterminés par chromatographie en phase liquide à haute performance.