Landets president Recep Tayyip Erdogan lämnade personligen in en anmälan mot männen som han anser har spritt fabricerade bilder och samarbetat med en terroristorganisation.
Erdogan har enligt tidningen Hürriyet hävdat att transporten ifråga var humanitär men också ställt sig frågan i fall det spelade någon roll om lasten innehöll vapen.
Kan ge upp till 20 år
Tidningen Cumhuriyets redaktörer Erdem Gül och Can Dündar, två av landets mest kända journalister, säger att de bara gjorde sitt jobb.
De har fått stöd från flera internationella pressfrihetsorganisationer bland annat Reportrar utan gränser.
– Häktningen av de två journalisterna är ytterligare bevis för att de turkiska myndigheterna är beredda att använda hårdföra metoder för att göra fri journalistik omöjlig i Turkiet, säger Jonathan Lundqvist, ordförande för Reportrar utan gränser i ett pressmeddelande.
Organisationen är bekymrad över läget för pressfriheten i landet som rankas på plats 149 av 180 i Reportrar utan gränsers årliga pressfrihetsindex.
Enligt tidingen ”Todays Zaman” kan brotten journalisterna anklagas för ge mellan tio och tjugo års fängelse.
Demonstrationer till stöd
”Todays Zaman” rapporterar att cirka 2000 personer demonstrerade utanför tidningen Cumhuriyet till stöd för redaktörerna.
I Ankara möttes demonstranterna av tårgas från polisen efter beskedet.