De antatte gjerningsmennene flyktet på motorsykler etter drapene fredag kveld, melder nyhetsbyrået Reuters.
Angrepet skjedde da plassen var full av mennesker som deltok i festligheter i anledning Mexicos uavhengighetsdag, som er på søndag.
I tillegg til de drepte ble minst ni mennesker såret da mennene åpnet ild, blant dem en utlending. Gjerningsmennene var utstyrt med rifler og pistoler, og politiet fant 60 tomme patronhylser på åstedet.
Plaza Garibaldi er et kjent turistmål med mange barer hvor lokale mariachi-orkestre opptrer. Politiet har ikke oppgitt noe motiv for angrepet.
Like i nærheten av plassen ligger den beryktede bydelen Tepito. Her har den kriminelle gjengen La Union tilholdssted. Politiet mener den står bak økende narkosalg i den mexicanske hovedstaden.
(©NTB)