O homem foi detido em uma propriedade próxima da cidade de Nakano, na prefeitura de Nagano, no centro do Japão, depois que a polícia confirmou uma quarta vítima, uma mulher idosa que foi encontrada ferida no local dos ataques e morreu posteriormente.
Um porta-voz policial disse à AFP que o suspeito de matar as duas mulheres e os dois policiais foi preso às 4h30 locais (16h30 de quinta-feira em Brasília).
O suspeito se entrincheirou no interior de um edifício, segundo a emissora pública de televisão NHK.
"Estava trabalhando em uma fazenda quando uma mulher chegou correndo da estrada dizendo 'me ajude', antes de cair. Atrás dela veio um homem de roupa camuflada com uma faca longa, que a esfaqueou pelas costas", relatou uma testemunha à NHK.
A mesma testemunha garantiu que telefonou imediatamente para o serviço de emergência e, quando os policiais chegaram, o homem atirou contra eles com uma espingarda, segundo a imprensa japonesa.
Crimes violentos são raros no Japão, que tem uma baixa taxa de homicídios e algumas das leis de armas mais duras do mundo.
Apesar disso, o país ficou em choque em julho do ano passado, quando o ex-primeiro-ministro Shinzo Abe foi morto a tiros em plena luz do dia com uma arma aparentemente de fabricação caseira.
Já no mês passado, um homem foi preso por suspeita de lançar um explosivo semelhante a uma bomba caseira contra o atual primeiro-ministro Fumio Kishida, que saiu ileso, enquanto visitava um pequeno porto pesqueiro na prefeitura de Wakayama (oeste).