Nyhetsredaktionen Ekathimerini skriver att de två var medlemmar av extremistpartiet Gyllene gryning. De ska ha skjutits från ett passerande fordon.
En tredje person uppges ha skadats allvarligt vid skottlossningen. Gyllene gryning uppger enligt Reuters på sin sajt att de två som sköts ihjäl var 20 respektive 23 år gamla.
Attacken utfördes av två personer på motorcykel just utanför Gyllene grynings partihögkvarter i en av Atens norra förorter.
Partiet uppfattas som nazistanstruket även om företrädarna förnekar alla sådana kopplingar.
Grekiska myndigheter har den senaste tiden agerat mot partiet, sedan en partimedlem mördat artisten Pavlos Fyssas.
Sex medlemmar av Gyllene gryning står anklagade för medlemskap i en brottslig organisation.