Tenåringene, som er 17 og 19 år gamle, ble pågrepet i Istanbul fredag, sier to ikke navngitte tyrkiske tjenestemenn til nyhetsbyrået Reuters.
Ifølge den tyrkiske utgaven av BBC var tenåringene på vei til å slutte seg til terrorgruppen Den islamske staten (IS) i Syria.
Ifølge avisen har Scotland Yard bekreftet pågripelsen av de engelske statsborgerne som skal være fra nordvestlige deler av London.
Ble meldt savnet fredag
Begge 17-åringene ble meldt savnet fredag, og familiene fryktet at de var på vei til Syria.
Britiske myndigheter tok umiddelbart kontakt med tyrkiske myndigheter. Kort tid senere ble tenåringene pågrepet i Istanbul, og det ble lagt beslag på passene deres. Familiene er varslet og holdes oppdatert om situasjonen.
Tyrkia er nå i kontakt med britiske myndigheter for å få deportert tenåringene denne uken.
Ifølge britisk etterretning har rundt 600 britiske ekstremister reist til Syria. Mange av dem har sluttet seg til IS.
Over 215.000 drept etter fire år med borgerkrig
Nøyaktig fire år har gått siden borgerkrigen i Syria brøt ut. I løpet av disse årene er 215.518 mennesker blitt, ifølge en eksilgruppe. Blant dem var over 66.000 sivile, melder eksilgruppen Syrian Observatory for Human Rights (SOHR) søndag.
Borgerkrigen i Syria går søndag inn i sitt femte år. 12.751 syrere, blant dem 108 barn, har blitt torturert til døde i fengsel siden opprøret mot president Bashar al-Assad brøt ut 15.
mars 2011, ifølge SOHR.
FN anslår at borgerkrigen har kostet 220.000 mennesker livet, noe som tilsvarer 150 drepte hver eneste dag de siste fire årene.
- Les også:
