Radioen til den israelske hæren melder at dei to mennene blei drepne av politiet etter at dei skaut rundt seg.
Israelsk fjernsyn melder at ein av dei skal ha bore eit belte med ekplosivar.
Minst 20 menneske blei skadde i skytinga, som skjedde i byen Beit Shean, ved elva Jordan og nær grensa til både Vestbanken og nabolandet Jordan.
Gravferda etter at to militante leiarar blei drepne i Jenin for to dagar sidan. (Foto: Reuters/Scanpix)
Major Pini Caballo stadfesta i eit fjernsynsintervju at angrepet var retta mot Likud-kontoret i byen.
Ein talsmann for politiet meinte derimot at det var retta mot ein nærliggjande busstasjon.
Ein væpna del av den palestinske organisasjonen Fatah, Brigaden til Al-Aqsa-martyrane, hevda i ein anonym telefonsamtale til telegrambyrået AFP at dei stod bak angrepet.
Innringjaren sa at det var ein hemnaksjon etter at to av leiarane deira blei drepne i Jenin for to dagar sidan.
Dei 300 000 medlemene i Likud starta i føremiddag røystinga over kven som skal leie partiet ved valet i januar neste år.
Dei palestinske sjølvstyrestyresmaktene fordømde i kveld åtaket på vallokalet.