Åklagare sa att syftet var att förhindra att bevis förstörs.
Polisen beslagtog lyxbilar från den förre brasilianske presidenten Fernando Collor de Mellos hem.
Mutorskandalen har undergrävt den nuvarande presidentens ställning, Dilma Rousseff.
Collor förnekade alla förseelser och skrev på sociala medier att "åtgärden var invasiv, godtycklig och flagrant onödig med tanke på att fakta i fallet har undersökts i minst två år... och jag har aldrig ens kallats att ge några klargöranden."
Femtiotre sökningar genomfördes "i hem, kontor, huvudkontor, advokatbyråer och offentliga institutioner". Polisen sa i ett uttalande.
Brasiliansk media sa att en senator, Ciro Nogueira, kongressledamot, Eduardo da Fonte och ex-Cities Minister, Mario Negromonte, också undersöktes.
Polisen sa att operationen hade ägt rum i delstaten Brasilia och sex delstater.
Sedan mars förra året har Petrobras-utredningen, kallad "Operation Car Wash", placerat före detta Petrobras chefer och några av Brasiliens mäktigaste byggentreprenörer bakom galler.
34 kongressledamöter och en statlig vicestyre är under utredning.
Utredare hävdar att företag betalade korrupta tjänstemän för att få lukrativa Petrobras kontrakt.
Skandalen har skakat Brasiliens styrande arbetarparti, med topppolitiker i flera partier anklagade för att ta mutor.
Men president Rousseff, som ledde Petrobras när en stor del av korruptionen tros ha ägt rum, har rensats från inblandning.
Brasiliansk polis har letat efter egendomar kopplade till politiker som misstänks ta mutor i en skandal med det statligt drivna oljebolaget Petrobras.