Cuixart och Sànchez anklagas för uppvigling och för att ha organiserat de demonstrationer som ledde till sammandrabbningar med spanska civilgardister förra månaden. De båda har varit ledande i kampen för ett självständigt Katalonien.
– Nu kan vem som helst slängas i fängelse, säger den 62-åriga demonstranten Carme Güell till nyhetsbyrån AFP.
Under protesten bar demonstranter skyltar med texten ”Frihet” och ropade slagord som handlade om att frige de fängslade.
”Oacceptabel”
Organisationen Omnium kallade beslutet att fängsla profilerna för ”beklaglig” och ”oacceptabel i ett demokratiskt samhälle”. Det är samma organisation som, tillsammans med ANC, har uppmanat till dagens protester.
Liknande demonstrationer hölls i flera andra katalanska städer under tisdagskvällen. Tidigare samma dag bestämde sig tusentals katalaner för att proteststrejka genom att lämna sitt jobb.