Besättningsmedlemmar har hoppat i sjön för att undkomma lågorna. En räddningsinsats har inletts, enligt ryska myndigheter.
Den ryska nyhetsbyrån Interfax rapporterar att en explosion inträffade på ett av fartygen. Branden ska därefter ha spridit sig till det andra fartyget, enligt en källa inom de ryska myndigheterna.
Ett av fartygen som brinner ska vara en gastanker, enligt en källa.
Ett Youtube-klipp från händelsen visar hur tjock, svart rök stiger mot himlen från ett brinnande skepp.
Kertjsundet skiljer Rysslands fastland från den annekterade Krimhalvön samt Azovsjön från Svarta havet. Ryssland invigde förra året en bro över sundet