Gilberto "Fuminho" Aparecido dos Santos misstänks för delaktighet i internationell kokainhandel och greps på måndagen på ett lyxhotell Maputo i en insats utförd av moçambikisk, brasiliansk och amerikansk narkotikapolis.
Även två nigerianska medborgare greps vid tillslaget.
Brasiliansk polis skriver i ett uttalande att den 49-årige dos Santos misstänks för att ha smugglat tonvis av kokain. Han pekas ut som ledare för gänget First Capital Command (PCC) och dess största kokaindistributör.
Han har eftersökts i Brasilien i 20 år, och en internationell arresteringsorder utfärdades för två år sedan.
Leonardo Simbine, talesperson för polisen i Moçambique, säger att dos Santos kom till landet i mitten av mars men att ingenting tyder på att han varit där tidigare.
Fler gripanden kan komma, enligt Simbine.
– Vi utreder fortfarande om det finns fler gängmedlemmar i Moçambique.