CCTV bilder av Francesca Galelli och Molly Curtis, båda 13 cirkulerade av Cambridgeshire polisen.
Men efter det att det kommit fram var det inte flickorna som var ansvariga för stölden från en gren av Superdrug i Ely.
Sergeant Phil Priestley sa att polisen hade gjort ett "oskyldigt misstag".
Han sa: "Vi vill alltid vara tydliga och öppna om vi får saker fel, och vi vill definitivt se till att folk vet att Francesca och Molly är bra människor från vackra familjer, och det var inte deras fel."
Cambridgeshire polisen har reviderat distrikt CCTV politik för att förhindra sådana misstag från att hända i framtiden.
Två "helt oskyldiga" tonårsflickor som felaktigt identifierades på polisens sociala medier som huvudmisstänkta i en butiksstöld har fått en ursäkt.