Die beiden Männer zündeten ihre Sprengstoffgürtel nach einem Schusswechsel mit Sicherheitskräften, wie das Innenministerium am Samstag mitteilte.
Die Sicherheitskräfte hätten im Süden der Stadt Jeddah eine Werkstatt durchsucht, in der Selbstmordgürtel und Sprengsätze hergestellt würden, erklärte ein Ministeriumssprecher laut der amtlichen Nachrichtenagentur Spa.
Die beiden Männer hätten sich verbarrikadiert und in Richtung der Sicherheitskräfte geschossen, die das Feuer erwidert hätten. Statt sich zu stellen, hätten sie ihre Sprengstoffgürtel gezündet.
Bei einem zweiten Einsatz in Jeddah wurde demnach ein mutmaßlicher Komplize der beiden Männer festgenommen sowie eine Pakistanerin, die der Verdächtige als seine Frau ausgegeben habe.
Saudi-Arabien ist Mitglied der von den USA angeführten internationalen Koalition, die in Syrien und im Irak die Jihadistenmiliz "Islamischer Staat" (IS) bekämpft.