Hassan al-Mandlawi, 32, och Al-Amin Sultan, 30, båda svenska medborgare, befanns skyldiga till aktivt deltagande i morden, som filmades.
Göteborgsdomstolen dömde paret trots att de inte svingade kniven som användes vid morden i Aleppo.
Männen hade nekat åtalet och kommer att överklaga domen, sade deras advokater.
Domstolen i Göteborg, sydvästra Sverige, presenterades med bilder på morden som upptäcktes på ett USB-minne i Sultans hem.
Två män hörs ge anvisningar på svenska. En fånge halshuggs, den andra halshuggs.
Rätten fann att duon aktivt hade deltagit i morden, även om de inte höll i kniven.
Det styrde också att det hade bevisats att paret stred i Syrien under våren 2013.
Terrorförsvarare har applåderat domen och påpekat att den visar att Sverige är berett att ställa människor inför rätta för brott som begåtts i andra länder.
Fallet mot paret är första gången som ett "terrorbrott" - i motsats till "brott mot internationell rätt" har ägt rum av en svensk domstol, rapporterar Radio Sweden.
För att säkerställa en fällande dom för ett "terrorbrott" måste åklagaren bevisa att avsikten var att orsaka rädsla bland annat.
Ett brott mot internationell rätt definieras som ett fall där det har bevisats att männen kämpade med en grupp i en väpnad konflikt.
Sultans advokat insisterade på att det inte var hans klients röst i filmen och anklagade åtalet för att sära ut honom eftersom han bar liknande kläder som den skyldige, rapporterade Radio Sweden.
Försvaret hävdade att bilder av honom poserar med vapen togs när han var i Turkiet och Syrien gör frivillig hjälp arbete.
Hans medbrottsling, Mandlawi, använder rullstol efter att ha blivit skjuten medan han påstås arbeta utomlands som krypskytt och har drabbats av hjärnskador, citerade Radio Sweden sin advokat som säger.
Mandlawis försvarsteam sa att bevisen mot honom var magra.
Mer än 250.000 människor har dött under nästan fem års inbördeskrig i Syrien.
En domstol i Sverige har dömt två män till livstids fängelse för "terrorbrott" mord som genomfördes av Islamiska statens militanter i Syrien 2013.