Mannen, den 46-årige afroamerikanen Rodney Earl Sanders, anhölls sent under fredagskvällen efter förhör, skriver The Clarion-Ledger.
Mordet uppdagades i torsdags sedan nunnorna inte dykt upp på sin arbetsplats, en vårdcentral där de arbetar som sjuksystrar. De båda 68-åriga kvinnorna hittades mördade i sitt hem i den lilla staden Durant med 2.600 invånare.
Nunnorna misstänks ha blivit rånmördade och enligt uppgift till AP knivhöggs de till döds. Rättsläkaren beskriver den scen som mötte honom när han kallades till brottsplatsen som "en av de värsta han någonsin sett".
Kan komma att skjutas ihjäl
Rodney Earl Sanders misstänks för två fall av mord som kan ge dödsstraff. Mississippi har just nu 47 dödsdömda fångar som väntar på avrättning, det som kallas "death row". 26 av dem är svarta, 20 vita och en asiat. En av de dödsdömda är en kvinna.
Delstaten har dock inte avrättat någon sedan 2012 då sex dödsdömda fångar avrättades. Till viss del beror det på en pågående juridisk konflikt kring det gift som används vid dagens avrättningar.
Delstatspolitikerna har därför diskuterat alternativa avrättningsmetoder som att kväva fångarna med kvävgas eller skjuta ihjäl dem med en arkebuseringspatrull, skrev CBS tidigare i år.
