Selon des sources médicales, le plus jeune des deux agents, une femme âgée de 20 ans, est grièvement blessé et son collègue de 45 ans a également été touché.
Une porte-parole de la police a précisé que l'agresseur, un Palestinien de Jérusalem-Est d'une vingtaine d'années, est dans un état critique après les tirs des forces de l'ordre.
L'attaque a eu lieu près de la Porte de Damas qui marque l'entrée dans la Vieille ville, a indiqué la police.
Jérusalem-Est, partie palestinienne de la ville, est occupée par Israël depuis 1967 et a été annexée par l'Etat juif, annexion condamnée par l'ONU.
L'attaque du 19 septembre est la sixième contre les forces de sécurité israéliennes depuis le 16 septembre.
Depuis octobre 2015, début d'une nouvelle spirale de violences en Israël et dans les Territoires palestiniens occupés, 227 Palestiniens, 34 Israéliens, deux Américains, un Jordanien, un Érythréen et un Soudanais ont été tués, selon un décompte de l'AFP. La majorité des Palestiniens tués l'ont été pour avoir mené ou tenté de mener des attaques principalement à l'arme blanche.