Os detidos são dois irmãos de 28 e 31 anos originários do Kosovo, segundo a polícia.
As autoridades estão a tentar apurar se outras pessoas estão envolvidas, diz ainda a polícia, num comunicado.
Alertada pelos serviços secretos, a polícia montou uma operação no centro comercial em causa, um dos maiores da Alemanha, e de um mercado de Natal nas imediações, informa a mesma nota.
Estas detenções seguem-se ao atentado de segunda-feira com um camião em Berlim, num mercado de Natal, que matou 12 pessoas e foi reivindicado pelo grupo extremista Estado Islâmico.
O ministro alemão do Interior, Thomas de Maizière, disse na quinta-feira que o tunisino Anis Amri, que solicitou asilo à Alemanha mas viu o pedido rejeitado, é "com alta probabilidade" o autor do atentado de Berlim, à luz das provas recolhidas no camião com que realizou o ataque.
"É crucial que a caça ao homem seja concluída tão depressa quanto possível", acrescentou o ministro.