25 år gamle Ali Mohamed Hakeem al-Arab og 24 år gamle Ahmed Isa Ahmed Isa al-Malali ble dømt til døden under en masserettssak mot 60 terroranklagede i januar i fjor.
Dødsdommene ble anket, men ankene ble forkastet. Lørdag ble de to henrettet ved skyting, opplyser påtalemakten i landet.
En tredje mann, som var dømt til døden for å ha drept imamen i en moské, ble også henrettet.
Henrettelsene fant sted til protester fra FNs spesialrapportør for utenomrettslige henrettelser, Agnes Callamard, og Amnesty International.
Amnesty: – Torturert til å tilstå
Callamard viser i en kunngjøring til at de tre dødsdømte mennene ble torturert, at de ble nektet å være til stede under sine egne rettssaker og at de ble dømt til døden «in absentia».
Lederen for Amnesty Internationals undersøkende virksomhet i Midtøsten, Lynn Maalouf, kaller henrettelsene en skammelig forakt for menneskerettigheter.
– Dødsstraff er et avskyelig angrep på retten til liv og den mest grusomme, umenneskelige og nedverdigende straffen som fins. Bruk av dødsstraff er under alle omstendigheter forferdelig, men det er enda mer sjokkerende at det idømmes etter en urettferdig rettssak der de anklagede ble torturert til å tilstå, sier hun til The Guardian.
USAs allierte
Bahrain er en av USAs fremste allierte i Midtøsten, og den lille øystaten huser flere amerikanske flybaser og hovedkvarteret for den amerikanske marinens femte flåte.
Landet styres av en sunnimuslimsk kongefamilie, mens flertallet av de 1,3 millioner innbyggerne er sjiamuslimer.
Kong Hamad Bin Isa al-Khalifa fikk bistand fra saudiarabiske sikkerhetsstyrker til å slå ned på demonstranter som krevde demokrati under den arabiske våren i 2011.