Uppgiften kommer från FN, som deltog i möjligheten att föra barnen till sjukhus i Egypten för vård.
Enligt tidigare uppgifter evakuerades 31 för tidigt födda barn, varav 28 kunde transporteras till Egypten på måndagen.
Tre av de för tidigt födda barnen vårdas på sjukhus i södra Gaza, enligt Världshälsoorganisationen (WHO).
Organisationen varnar för att samtliga "kämpar mot allvarliga infektioner och att barnen behöver vård".
WHO:s talesperson Christian Lindmeier bekräftade uppgifterna för reportrar i Genève på tisdagen, och att "brist på nödvändig vård" var orsaken till de två prematura barnens död.
FN-organet Unicef sade samtidigt att 20 av de 28 för tidigt födda barnen hade förts till Egypten utan medföljande anhörig.
– Sju mödrar reste med åtta av bebisarna, säger talespersonen James Elder med tillägget att ett tvillingpar fanns bland de för tidigt födda.
De prematura barnen vårdades på sjukhuset som intogs av israelisk militär, med hänvisning till att Israel misstänkte en att terrorstämplade Hamas hade en kommandocentral under sjukhuset. Israel uppger att man hittat en hemlig tunnel under sjukhuset al-Shifa.