De gripna är Mahamad Laban, 45, dansk medborgare med libanesiskt ursprung, och Mohammed Tefik Saleh, 38, svensk medborgare med irakiskt ursprung, uppger The Indian Express.
Enligt turkiska medier greps båda två när de reste från Syrien in i Turkiet.
Efter flera förhör säger sig polisen vara säkra på att de misstänkta gärningsmännen skulle till Europa för att utföra terrordåd åt Islamiska staten.
De ska ha fått krigs- och terrorismutbildning i Syrien.
Gripandet kunde ske efter att Salehs egen fru informerat svenska myndigheter om vad som höll på att hända.
