Männen, som anklagas för att ligga bakom dödsskjutningen av en polis förra veckan, dödades vid en skottväxling efter att säkerhetsstyrkorna stormat deras tillhåll.
Händelsen är den dödligaste på flera år i shiadominerade Awamiya, som skakats av oroligheter ända sedan arabiska våren 2011. Shiamuslimerna där klagar över att de diskrimineras, vilket det strängt sunnimuslimska Saudiarabien förnekar.