Den ene av politimennene ble funnet død ved 01-tiden lokal tid i forstaden Urbandale, melder NBC News.
Politiet fant kollegaen etter å ha rykket ut til meldinger om skyting i området.
Drøyt 20 minutter senere ble den andre politimannen skutt et par kilometer unna.
Begge politimennene døde av skadene.
– Ikke kommunikasjon
Politiet i Des Moines beskriver politidrapene som bakholdsangrep.
– Det ser ikke ut til at det var noen form for kommunikasjon mellom betjentene og hvem enn feigingen som skjøt dem i bilene deres er, sa politisjef Paul Parizek på en pressekonferanse onsdag.
– Alt tyder på at de ble drept i et bakholdsangrep.
Politi i fare
Parizek sa videre at de forsøker å danne seg et bilde av hvem som står bak, men at de foreløpig ikke har mer informasjon å dele med publikum.
Parizek var tydelig berørt over tapet av sine to kolleger under pressekonferansen og sa at politifolk nå helt klart er i fare.
– Det er noen der ute som skyter politimenn. Vi håper å finne denne personen før noen flere blir skadet, sa Parizek.
De to politimennene ble skutt og drept mens de satt i patruljebilene sine.
