Cumhuriyet tidningens chefredaktör Can Dundar och dess Ankara representant Erdem Gul har åtalats för spionage.
Åklagare anklagar dem för att arbeta med en amerikansk präst för att misskreditera regeringen.
Det hårda straff som söks har intensifierat pressfriheten.
EU:s utvidgningskommissionär Johannes Hahn sade att han var "chockad" med allvaret i det straff som åklagaren begärde.
Human Rights Watch sa att de två "gjorde sitt jobb som journalister och inte mer än så".
I sin rapport i maj förra året publicerade Cumhuriyet video av polisen att hitta vapen i lastbilar som det sade var kopplade till turkiska underrättelsetjänsten.
De turkiska myndigheterna insisterade på att lastbilarna, som hade avlyssnats nära den syriska gränsen, faktiskt skulle ge stöd till Syriens turkiska minoritet.
Men rapporten orsakade oro och fick president Reccep Tayyip Erdogan att väcka åtal mot journalisterna.
Eduardo Erdogan sade att videofilmen var en statshemlighet och lovade på TV att journalisterna "skulle betala ett högt pris".
Paret kvarhölls i november och berättade för BBC att de hölls i isoleringscell i 40 dagar innan de tilläts dela cell.
Regeringen anklagar dem för att ha hjälpt Hizmet-rörelsen ledd av Fethullah Gulen, som lever i självförvisad exil i Pennsylvania.
Erdogan har anklagat Gulen för att ha konspirerat mot honom, även om Gulen förnekar detta.
Dundar och Gul anklagas för att samarbeta med Hizmet för att skapa intrycket att den turkiska regeringen hjälpte terrorgrupper och därmed försvagar dess förmåga att styra.
De anklagas för spionage och försöker störta regeringen och stödja en terrororganisation, rapporterade Hurriyet.
Om de döms kommer de att få ett "förvärrat livstidsstraff", vilket inkluderar hårdare villkor och begränsade fritidstimmar, rapporterade Dogan nyhetsbyrån.
Turkiet har blivit alltmer kritiserat för sin behandling av journalister.
Förra veckan uppmanade USA:s vice ordförande Joe Biden Turkiet att skydda yttrandefriheten under ett besök i landet och träffade även Dundars fru i ett stöd.
Pressfrihet "en viktig fråga"
Två turkiska journalister hamnar i fängelse för en historia som påstår att den turkiska regeringen beväpnat islamistiska militanter i Syrien.