Siffrorna från den brittiska regeringen visade 4,7 % av poliserna i södra Wales och 3,7 % av Gwent-poliserna var frånvarande under minst 28 arbetsdagar mellan mars 2016 och mars 2017.
Bedfordshire och Greater Manchester är gemensamma tredje högsta eftersom 3,3 % av officerarna har ett erkänt medicinskt tillstånd.
Siffrorna visade att City of London Police inte hade några officerare på lång sikt sjuka.
"South Wales Police är Wales största styrka och bland de mest trafikerade i England och Wales, som hanterar mer än 1000 incidenter varje dag i veckan", säger biträdande polischef Richard Lewis, vars styrka sysselsätter 2893 officerare.
"Vi bevakar några av de största evenemangen i landet från stora sporthallar till storskaliga internationella och diplomatiska tillfällen.
"Även om officerare är stolta och professionella på det sätt på vilket de tjänar samhällena i södra Wales färre officerstal innebär att de är under större press än någonsin tidigare.
"Dessutom har minskningarna inneburit att vi har fokuserat på vår frontlinjes motståndskraft vilket innebär att det finns färre icke-operativa tjänster för officerare att återvända till om de inte är lämpliga för operativ tjänst."
Wales två andra styrkor hade siffror på 1,4 % för North Wales-polisen medan 1,7 % av Dyfed-Powys-poliser var borta på långvarig sjukdom.
Inrikesdepartementets statistik visar också att antalet poliser i Wales som har avslutat arbetet på grund av stress mer än fördubblats under de senaste fyra åren.
En begäran om informationsfrihet visade att 86 poliser i de fyra walesiska polisstyrkorna var för sjuka för att arbeta i juni på grund av psykiska hälsoproblem.
I juni 2013 var det bara 37 - en ökning med mer än 130 procent.
Polisen i södra Wales hade det högsta antalet - 60 - lediga arbete på grund av stress i juni.
North Wales (1.445 officerare) och Dyfed-Powys-polisen (1.156) båda hade åtta poliser avskrivna, medan Gwent, med 1.172 officerare, hade 10.
Polisförbundet beskrev siffrorna som "spetsen på isberget".
Vice ordförande Calum Macleod sade: "Detta är på grund av stigmatiseringen bifogas, eftersom de inte vill låta sina kollegor och allmänheten ner liksom oro det kan hämma deras karriärmöjligheter."
Han sade att en nedskärning på 20.000 officerare i England och Wales sedan 2009 ökade trycket på dem på frontlinjen.
"Du har officerare' vilodagar inställda utan att ges lämplig förvarning - så de tillbringar mindre tid med familjer," tillade han.
I april lanserade en välgörenhetsorganisation för psykisk hälsa Mind Cymru sitt Blue Light-program, som erbjuder stöd och utbildning till räddningsarbetare som arbetar med stress, men Macleod anser att detta bör göras av arbetsgivare, inte välgörenhetsorganisationer.
South Wales Police ACC Lewis sade att polisen gav officerarna "allt stöd" det kunde, tillägger: "Vi fortsätter att arbeta hårt för att se till att vi skapar en arbetsplats där det är okej att prata om psykisk hälsa."
Gwent Police sa att det hade en konfidentiell tjänst för alla anställda, tillgänglig "sju dagar i veckan, 365 dagar om året", som inkluderade rådgivning.
North Wales-polisen välkomnade dess minskning av antalet tjänstemän som undertecknat avtalet och lade ned det på "kolleger som arbetar tillsammans för att stödja poliser" och rådgivningstjänster.
Dyfed-Powys Polisen sade polis kunde vara stressig och det hade åtgärder på plats för att se till att officerare hade tillgång till tjänster inklusive rådgivning.
Inrikesdepartementet sade att det erkände de "unikt krävande" arbetsofficerare gjorde och krävde på dem, säger Home Secretary Amber Rudd hade meddelat Â£7.5m för en ny nationell polis välfärdstjänst för att komplettera stöd som tillhandahålls av enskilda styrkor.
"En konstapel går bara inte ut och arresterar skurkar och tar in dem och åtalar dem.
"Nu, de genomför utredningen, de sedan att bygga en fil av bevis för Crown Prosecution som kanske vill ha ytterligare bevis och att officeren måste gå ut och göra alla dessa undersökningar och sedan kanske frågan kommer att gå till kronan [domstol] och CPS kommer att vilja ha fler utredningar gjorda, mer pappersarbete gjort.
"Det kommer att komma tillbaka till den officer som har att göra med andra misstänkta eller personer i förvar och måste gå igenom samma sak, dag ut och dag in.
"Jag har sett kollegor som inte har haft stöd av familjer och har trott att de kan hantera det på egen hand och ibland har det fått tragiska konsekvenser.
"Ibland tar du med dig problemen med jobbet hem och ibland tar du med dig problem hemifrån till jobbet.
"En dag fann jag mig själv sittandes vid mitt skrivbord och mitt huvud var huvud under skrivbordet och jag höll mitt huvud i mina händer. Jag stod inte ut längre.
"Du ser det inte komma när depression drabbar dig. Och när det kommer, träffar det dig för sex.
"Till någon polis om du tror att du lider, om du är deprimerad, om du kommer till jobbet och du går hem deprimerad - du kommer att veta det. Och du måste prata om det.
"Om du inte pratar om det, kommer det att knäcka dig."
Två walesiska polisstyrkor är högst upp på det långsiktiga sjukfrånvarobordet för de 43 styrkorna i England och Wales.