Det er de to opposisjonslederne Leopoldo Lopez og Antonio Ledezma som er anholdt, melder nyhetsbyråene Reuters og AFP tirsdag.
Det er familiene til de to som er kildene til opplysningene.
Ifølge familiene var det ansatte i Venezuelas sikkerhetstjeneste Sebin som gikk til aksjon mot de to opposisjonsledernes respektive hjem tirsdag morgen.
Lopez' kone, Lilian Tintori, skriver på Twitter at mannen ble brakt bort fra huset, og at hun ikke vet hvor mannen nå er.
Begge de to opposisjonslederne satt fra før av i husarrest, ifølge Reuters.
- Les også:
Får økt makt
Meldingen kommer to dager etter valget på en grunnlovsgivende forsamling.
Forsamlingen får makt til å endre sentrale lover og oppløse nasjonalforsamlingen, der opposisjonen har hatt flertall siden 2015.
Venezuelas president Nicolás Maduro har erklært seier i valget, som ble boikottet av opposisjonen.
- Les også:
Svært spent
Situasjonen er svært spent i Venezuela etter søndagens folkeavstemning, der minst ti mennesker ble drept i voldsomme sammenstøt mellom demonstranter og politi.
Opposisjonen har oppfordret til nye demonstrasjoner mot avstemningen, som blir stemplet som svindel.
USA har innført økonomiske straffetiltak mot Venezuela, men president Nicolas Maduro sier han ikke vil la seg presse av andre makter.