Plus d'une centaine de personnes ont également été blessées par cette double déflagration survenue devant la principale gare d'Ankara, où se rassemblaient les délégations de syndicats et de partis politiques de gauche, dont le principal parti prokurde, venues de toute la Turquie pour cette manifestation.
Selon un bilan provisoire publié par le ministère turc de l'Intérieur, la double explosion a fait au moins 36 morts et 126 blessés.
Les autorités turques ont rapidement évoqué l'hypothèse d'un attentat.
"Nous maudissons et condamnons cette attaque atroce qui a visé notre démocratie et la paix dans notre paix", a déclaré le ministère dans un communiqué sur son site internet.
"Nous soupçonnons qu'il existe un lien terroriste", a confirmé sous couvert de l'anonymat à l'AFP un responsable gouvernemental.
Cette double explosion intervient à trois semaines des élections législatives anticipées prévues le 1er novembre, sur fond d'affrontements meurtriers et quotidiens entre les forces de sécurité turques et les rebelles du Parti des travailleurs du Kurdistan (PKK) dans le sud-est à majorité kurde du pays.
De très importants effectifs de police ont immédiatement été dépêchés autour de la gare d'Ankara, qui ont été bouclés. De nombreuses ambulances étaient également présentes sur les lieux, a constaté un journaliste de l'AFP.
Deux heures après l'explosion, de nombreux corps gisaient encore sur le sol, recouverts de drapeaux du Parti démocratique des peuples (HDP, prokurde) ou d'autres mouvements ou syndicats de gauche.
"On a entendu une grosse et une petite explosion et il y a eu un gros mouvement de panique, ensuite nous avons vu des corps qui jonchaient l'esplanade de la gare", a déclaré à l'AFP Ahmet Onen, un retraité de 52 ans qui quittait les lieux avec sa femme.
"Une manifestation destinée à promouvoir la paix a été transformée en massacre, je ne comprends pas", a-t-il ajouté.
- 'Terrible massacre' -
La police a été contrainte de tirer des coups de feu en l'air pour disperser des manifestants en colère qui protestaient contre la mort de leurs camarades aux cris de "policiers assassins", a constaté un journaliste de l'AFP.
"Nous sommes confrontés à un terrible massacre. C'est une attaque barbare qui a été commise", a réagi le coprésident du HDP, Selahattin Demirtas.
La chaîne d'information NTV a diffusé des images vidéo prises par un amateur montrant des groupes de militants chantant et dansant la main dans la main avant d'être précipités au sol par la violence de la déflagration.
"J'ai vu un homme qui avait la jambe arrachée et qui gisait au sol. J'ai vu aussi une main arrachée sur le bitume", a rapporté un autre témoin, Sahin Bulut, membre de l'Association des ingénieurs d'Istanbul venu de la principale ville de Turquie pour participer à la manifestation. "C'est comme à Suruç", a-t-il ajouté.
Le 20 juillet dernier, un attentat suicide attribué au groupe Etat islamique (EI) avait fait 32 morts parmi des militants de la cause prokurde dans la ville de Suruç, toute proche de la frontière syrienne.
L'agence de presse progouvernementale Anatolie a indiqué que les autorités soupçonnaient l'explosion d'Ankara d'être l'oeuvre d'un kamikaze.
Dans la foulée de l'attentat de Suruç, de violents affrontements ont repris entre l'armée turque et les rebelles du PKK, qui ont fait voler en éclat un fragile cessez-le-feu qui tenait depuis mars 2013.
Plus de 150 policiers ou soldats ont été tués depuis dans des attentats attribués au PKK, alors que les autorités turques affirment avoir "éliminé" plus de 2.000 membres du groupe rebelle lors de leurs opérations de représailles.
Lors du scrutin législatif du 7 juin dernier, le parti du président islamo-conservateur Recep Tayyip Erdogan a perdu la majorité absolue qu'il détenait depuis treize ans au Parlement, notamment en raison du bon score réalisé par le HDP.
Après l'échec des négociations pour la formation d'un gouvernement de coalition, il a convoqué des élections anticipées pour le 1er novembre.
Avec AFP
