Flickorna, 7 och 8 år gamla, flögs till sjukhus. En av dem har livshotande skador, enligt polisen.
En misstänkt person greps i närheten av skolan. Personen är 38 år.
Attacken inträffade på skolans lekplats, enligt rektorn Thorsten Knauer-Huckauf.
"Hela skolan är djupt berörd och i chock", säger han i ett uttalande.
Även stadens borgmästare Kai Wegner fördömer dådet.
– Mina tankar går till de två skadade flickorna, säger han och önskar dem ett snabbt tillfrisknande.
Enligt polisen är motivet fortfarande okänt. Det är inte heller klart om de två barnen kände förövaren.
Attacken inträffade i stadsdelen Neukölln.