Minst 26 personer har skadats och förts till sjukhus.
Skjutningen inträffade på lördagskvällen i Chilas-området i regionen Gilgit Baltistan. Vid skottlossningen tappade chauffören kontrollen över bussen och krockade med en lastbil, som fattade eld. Båda förarna dog.
Politiker i regionen beskriver dådet som en "terrorhandling" och uppger att en särskild grupp ska tillsättas för att utreda händelsen och gripa de skyldiga.
Muhammad Khorasani, talesperson för den pakistanska talibanrörelsen TTP, förnekar i ett uttalande all koppling till skjutningen och uppger att den inte utfördes av deras grupp.