Förutom de två svårast skadade fick två personer lindrigare skador av yxan som användes i slagsmålet där flera personer var inblandade, enligt källuppgifter till AFP.
Alla fyra skadade är 16–17 år gamla.
Bråket bröt ut vid 8-tiden på morgonen, då förortståget RER stod på stationen i Ozoir-la-Ferrière några mil sydost om Paris. De som var inblandade i bråket ska ha varit på väg till sin gymnasieskola.
Inledningsvis är det inte klarlagt vad som orsakat slagsmålet där det förutom yxan förekom en kniv, ett samurajsvärd och ett baseballträ.
Alla skadade har förts till sjukhus. Ingen är livshotande skadad, enligt uppgifterna.
En 16-åring har gripits och frihetsberövats, enligt källuppgifter. En yxa ska ha hittats och beslagtagits vid husrannsakan.