De misstänkta, 16 och 18 år, rymde när officerarna anlände till sitt hus i Broken Arrow utanför staden Tulsa.
Ett barn i hemmet fördes till sjukhus och är i kritiskt tillstånd. Ett annat barn hittades oskadd.
Polisen utreder dödsfallen som mord.
De döda inkluderar både vuxna och barn, Broken Arrow polisen Sgt Thomas Cooper sade.
Myndigheterna säger att de svarade på onsdagskvällen på ett larmsamtal där någon ringde 112 men inte talade i telefon.
Mr Cooper sa att Oklahoma FBI hjälper till med utredningen.
"Det verkar som om de två misstänkta flydde ut genom dörren någon gång under vår ankomst. Vi hade ett hundspår, och de greps, sade Cooper.
Huset där de två tonåringarna greps var stort och ganska dyrt för området, enligt fastighetsregistret.
Helen Hoagland, granne, berättade för AP:s nyhetsbyrå att två föräldrar och fem barn bodde i hemmet och att barnen fick hemundervisning. Hon sa att mamman var väldigt sträng.
"Vi har ett bra område. Det är helt galet, det är helt galet, säger Ms Hoagland.
Mr Cooper sade Broken Arrow är "relativt säker", kallar brottet "oförutsedd" för området, som har en befolkning på cirka 103 000.
Två tonåringar har tagits i förvar efter att fem släktingar hittades knivhuggna i sitt hem i Oklahoma.