Det var nyhetsbyrået Reuters som først meldte at de to mexicanerne var i varetekt.
De to mexicanerne skal ha ankommet USA i privatfly.
I El Paso i Texas ble de pågrepet sammen med to andre som også skal ha ledende posisjoner i det beryktede kartellet, ifølge det amerikanske justisdepartementet.
Departementet betegner Sinaloa-kartellet som ett av de mest voldelige og mektige narkosmuglingsnettverkene i verden.
– Begge står overfor flere anklager om å lede kartellets kriminelle virksomhet, inkludert produksjon av dødelig fentanyl og å drive med narkotikasmugling, sier USAs justisminister Merrick Garland i en uttalelse.
El Chapo fengslet på livstid
Ismael «El Mayo» Zambada (76) betegnes som verdens største narkoboss.
Zambada startet Sinaloa-kartellet sammen med Joaquin «El Chapo» Guzman på slutten av 1980-tallet. I 1993 ble Guzman arrestert i Guatemala.
Han sitter nå fengslet på livstid i USA, etter at han mot sin vilje ble utlevert fra Mexico i 2017. Narkotoppen holdes i et høysikkerhetsfengsel, etter at han to ganger klarte å rømme fra fengsler i hjemlandet.
Etter utleveringen ble El Chapos del av det kriminelle nettverket overtatt av de fire sønnene hans, kjent som Los Chapitos, eller «små chapoer».
I september i fjor ble en av dem, Ovidio Guzman Lopez (33), utlevert fra Mexico til USA, etter å ha blitt pågrepet av mexicansk politi åtte måneder tidligere.
Nå er altså broren Joaquin også tatt.
Farens siste kone, Emma Coronel Aispuro (35), ble også arrestert i USA og soner en dom for narkosmugling og hvitvasking av penger.
Voldelig og mektig
Det ble først meldt at Ismael «El Mayo» Zambada var i det amerikanske politiets varetekt.
Han skal ifølge internasjonale medier være den som styrte kartellets smuglingsvirksomhet.
Zambada har i alle år holdt en lav profil og var mindre kjent for offentligheten enn partneren «El Chapo». Men mange har regnet «El Mayo» som den øverste sjefen.
Under rettssaken mot Guzman hevdet hans amerikanske forsvarer at Zambada bestakk den mexicanske regjeringen for å kunne leve uten frykt for å bli arrestert, skriver BBC.
Ifølge det amerikanske utenriksdepartementet står Zambada som eier av en rekke virksomheter i Mexico, blant annet en stor melkeprodusent, et busselskap og et hotell samt eiendommer.
Aktoratet hevdet i saken mot Guzman at Sinaloa-kartellets leiesoldater hadde ordre om å bortføre, torturere og drepe alle som kom i veien for dem.
Ismael «El Mayo» Zambada og Chapo-sønnene skal ha hatt et trøblete forhold.
Ifølge Wall Street Journal ble Zambada lurt i en felle. Han skal ha gått om bord i privatflyet i den tro om at han skulle inspisere en hemmelig flyplass et sted i Mexico.
Det skal ha vært et høytstående kartellmedlem som gjorde avtalen med Zambada.
Amerikanske narkopoliti hadde utlovet en dusør på opptil 15 millioner dollar – rundt 165 millioner norske kroner – for informasjon som kunne føre til at Zambada ble pågrepet.
Også hans nevø Eliseo Imperial Castro, som hadde kallenavnet «Cheyo Antrax» var etterlyst av amerikanske myndigheter. Han ble drept i et bakholdsangrep i mai.
Sjokk i Mexico
I februar tok USAs føderale påtalemyndighet ut tiltale mot Zambada for sammensvergelse for å produsere og distribuere fentanyl i tillegg til narkosmugling, kidnapping, hvitvasking og ledelse av en organisert kriminell virksomhet.
Ifølge amerikanske myndigheter er bruk av fentanyl, som er langt sterkere enn eksempelvis heroin og kokain, den vanligste dødsårsaken blant amerikanere mellom 18 og 45 år.
Operasjonen som førte til at Guzman Lopez og Zambada ble arrestert, skal ha vært planlagt i flere måneder.
Fordi Ismael «El Mayo» Zambada har klart å unngå myndighetene i årevis, kommer nattens arrestasjon som et lite sjokk i Mexico, ifølge BBC.
Den siste pågripelsene kan føre til ustabilitet og til og med vold i Mexico, skriver nyhetsbyrået Reuters.