Den misstänkte, Myles Sanderson, greps i närheten av samhället Rosthern i Saskatchewan-provinsen sent på onsdagskvällen svensk tid.
– I kväll kan vår provins dra en lättnadens suck, säger Rhonda Blackmore från Kanadas federala polis vid en pressträff.
Natten mellan onsdag och torsdag bekräftar polisen att Sanderson avlidit en kort stund efter gripandet.
Han dödförklarades på sjukhus, i övrigt vill polisen inte ge några närmare kommentarer kring omständigheterna. Poliskällor uppger dock för kanadensiska Global News att skadorna som orsakade dödsfallet tros ha varit självförvållade.
Ett flertal brottsplatser
Tidigare under natten uppgav en myndighetskälla för AP att polisen ska ha jagat Sanderson och prejat hans bil varpå han gav upp.
Blackmore säger vid pressträffen att polisen "förde fordonet av vägen och ned i ett dike" och att man fann en kniv i bilen.
Myles Sanderson misstänktes för att ha utfört massmordet tillsammans med sin bror Damien Sanderson som hittades avliden utomhus i måndags. Enligt polisen ska kroppen ha haft "synliga skador" som inte var självförvållade.
Dådet, där tio människor höggs ihjäl och ytterligare 18 skadades, skedde i söndags. Det första larmet om en knivattack kom från James Smith Cree Nation tidigt på morgonen. Därefter fortsatte larm om attacker att strömma in från olika håll i urfolkssamhället, som enligt sin sajt har omkring 1 900 bofasta.
Enligt polisen ska döda eller skadade personer ha hittats på totalt 13 olika platser.
Sökandet efter de två bröderna påbörjades i söndags.
Ifrågasatt frigivning
Motivet bakom massmordet är oklart. Men den brutala händelsen har väckt frågor om varför Myles Sanderson, som tidigare har dömts för ett 60-tal brott – bland annat flera våldsdåd – befann sig utanför fängelsemurarna till att börja med.
Han frigavs villkorligt i februari efter att ha dömts till fyra års fängelse för bland annat misshandel och rån, men var sedan i maj efterlyst av polisen för att ha misskött sig.
Marco Mendicino, minister med ansvar för allmän säkerhet, har meddelat att man kommer att inleda en utredning för att få reda på varför Sanderson släpptes i förtid.
– Jag vill veta skälen bakom det här beslutet. Jag är extremt bekymrad över det inträffade. Ett helt samhälle har skakats om, sade han tidigare i veckan.