Eldstriderna ägde rum i favelaområdet Jacarezinho i stadens norra delar, och ska ha börjat vid en tunnelbanestation. En av de dödade ska enligt Reuters, som hänvisar till den brasilianska tidningen O Globo, vara polis. Två personer som befann sig ombord på ett tunnelbanetåg ska också ha skadats.
Polisinsatsen är den dödligaste någonsin i delstaten Rio de Janeiro, uppger polischefen Ronaldo Oliveira till Reuters.
Det kriminella gäng som var föremål för insatsen ska enligt polisen ägna sig åt bland annat narkotikasmuggling och rån, skriver BBC. Tio personer greps i samband med polisingripandet. Polisen uppger att det är troligt att flera av de dödade är gängledare.
Rio de Janeiro har länge haft omfattande problem med både kriminalitet och polisvåld. Under 2019 dödades 1 814 civila av polisen i Rio de Janeiro.