Organisatörerna säger att mer än 3.000 personer deltog, trots en stor säkerhetsnärvaro.
Regeringen säger att protesten var olaglig.
Aktivister från Bahrains shiamuslimska majoritet har demonstrerat mot rikets härskande sunnimonarki sedan februari förra året.
Torsdagens marsch i Manamas centrum leddes av en framstående människorättsaktivist, Nabeel Rajab.
"Vi använder gatorna fredligt. Vi marscherar för våra rättigheter," sa han till BBC.
En aktivist twittrade: "Manama är fylld med tårgas, demonstranter springer åt alla håll, följt av skottlossning och upploppspolis."
En regeringstjänsteman bekräftade för BBC att myndigheterna hade agerat för att skingra marschen.
"Säkerhetsstyrkor varnade de inblandade och bad dem att skingra sig, men efter att de inte lydde order säkerhetsstyrkorna tog de nödvändiga rättsliga åtgärder," tjänstemannen sade.
Överdriven kraft
Bahrains shiamuslimska majoritet har länge klagat över diskriminering och kränkningar av de mänskliga rättigheterna hos säkerhetspolisen.
Inrikesministeriet kritiserades starkt i en rapport från en oberoende expertkommitté som släpptes i november.
Man fann att säkerhetspolisen hade använt sig av överdrivet våld och systematiskt torterat fångar samtidigt som den undertryckte prodemokratiska protester som inleddes i februari 2011.
Mer än 40 personer dödades under våldet.
Rapporten, på uppdrag av kungen, sågs som ett försök att dämpa spänningarna mellan regeringen och de övervägande Shia-protestanterna.
Inför den senaste marschen sade regeringen att den skulle återuppbygga 12 shia-moskéer som förstördes under förra årets oroligheter.
Säkerhetspolisen har använt tårgas och bedövningsgranater för att bryta upp en antiregeringsmarsch i Bahras huvudstad, Manama.