Attentatet på Lula skulle angivelig finne sted noen uker før han tiltrådte som president i januar i fjor.
Lulas visepresident Geraldo Alckmin skulle også angivelig drepes, i det politiet beskriver som et kuppforsøk.
Fire av de pågrepne har ifølge politikilder tilknytning til spesialstyrken i det brasilianske forsvaret, og flere av dem har vært vakter under G20-toppmøtet som avsluttes i Rio de Janeiro tirsdag.
Den femte pågrepne skal være offiser i politiet.
Avansert
– En detaljert operasjon kalt «Grønn og gul dolk» er avdekket. Den skulle gjennomføres 15. desember 2022 da den nyvalgte presidenten og visepresidenten skulle drepes, heter det i en kunngjøring fra det føderale politiet i Brasil.
– Etterforskningen har avdekket at den kriminelle organisasjonen benyttet seg av avansert militærteknisk kunnskap, heter det videre.
– Bolsonaro involvert
Lula vant valget i Brasil i oktober 2022 foran landets høyrepopulistiske president Jair Bolsonaro.
Ifølge en politikilde har etterforskningen avdekket at Bolsonaro var direkte involvert i planleggingen av kuppet.
Kuppmakerne skal også ha planlagt å drepe en av dommerne i landets høyesterett dersom kuppet lyktes, men det er ikke kjent hvem.
Les også: Hit kommer asylsøkerne: – Vi trenger et sted som dette (+)