Byggene, som kollapset natt til torsdag norsk tid, var henholdsvis 10 og 20 etasjer høye.
Årsaken til ulykken er ikke kjent, men øyenvitner sier de hørte en kraftig eksplosjon rett før bygningene styrtet i grus.
Flere medier melder at det skal ha vært en sterk gasslukt i området før eksplosjonen, men ordfører i Rio, Eduardo Paes, sier til nyhetsbyrået AFP at det er uklart hva som forårsaket kollapsen.
På gaten ved de to bygningene var det flere sjokkerte vitner etter kollapsen.
– Først trodde jeg noen kastet biter av betong, at det ikke var noe alvorlig. Jeg tok noen skritt tilbake, og så raste hele bygningen sammen, sier et vitne, og legger til:
– Det lignet på 11. september.
Et annet vitne, Gilbert, sier til Reuters at kollapsen lignet et jordskjelv.
– Først begynte noen biter av bygningen å falle ned. Folk begynte å løpe. Deretter falt alt ned på en gang.
- Les også:
Artikkelen fortsetter under videoen.
– To har omkommet
Ved midnatt lokal tid var ingen bekreftet omkommet, ifølge myndighetene. Men et ukjent antall mennesker lå innesperret i bygningsrestene, og flere medier meldte tidligere på kvelden at mennesker hadde mistet livet.
– Det ligger fortsatt folk i bygningsrestene, men vi vet ikke hvor mange. Vi har fått motstridende informasjon, sa ordfører Paes natt til torsdag.
Han opplyste også om at minst fire mennesker var skadd. Nyhetsbyrået Agencia Estado meldte torsdag morgen at to personer har omkommet, det samme gjør msnbc.com.
Kringkasteren Gloominess melder at opptil elleve mennesker ligger innesperret i ruinene.
Nettstedet News24 melder også at flere personer skal ha blitt observert på taket til nabobygningene, der de ventet på hjelp.
All elektrisitet har blitt skrudd av i kvartalet, av sikkerhetshensyn.
- Les også:
Fire hentet ut i live
Redningsarbeidene pågikk for fullt utover kvelden, og minst fire mennesker ble hentet ut i live fra de sammenraste bygningene. Gatene i nærheten lå dekket av betongbiter og støv.
I byggene lå det blant annet advokatkontorer, en bank og en restaurant. Området rundt pleier å være fullt av folk på dagtid, men det er lite aktivitet der om kvelden.
For få måneder siden omkom tre mennesker i en gasseksplosjon på en restaurant i Rio de Janeiro. Ulykken skapte bekymring for infrastrukturen i byen som skal være vertskap for fotball-VM i 2014 og sommer-OL i 2016.
- Les også: