La Première dame, âgée de 38 ans, "s'est révélée positive au Covid-19 ce jeudi", a déclaré la cellule de presse de la présidence, et elle "est en bonne santé".
Jair Bolsonaro, 65 ans, avait annoncé le 7 juillet être infecté par le coronavirus, qu'il a longtemps qualifié de "petite grippe" mais qui a tué plus de 90.000 personnes au Brésil.
Michelle Bolsonaro avait indiqué quatre jours plus tard avoir fait un test négatif.
Le chef de l'Etat a observé une quarantaine dans sa résidence officielle de Brasilia, faisant successivement trois tests positifs.
Il a réaffirmé plus que jamais sa foi inébranlable dans l'hydroxychloroquine, un traitement très contesté par les scientifiques et qui peut avoir des effets secondaires graves.
Jeudi, pour la première fois en trois semaines, Jair Bolsonaro a pu faire un voyage hors de la capitale, se rendant dans l'Etat nordestin du Piauí. Il a été entouré de nombreux sympathisants et a retiré à plusieurs reprises son masque.
Jeudi également, la contamination d'un 5e ministre du gouvernement Bolsonaro a été annoncée, celle du titulaire des Sciences et de la Technologie, Marcos Pontes. Aucun des quatre autres ministres concernés n'a été sérieusement malade.
Le Brésil est le deuxième pays au monde derrière les Etats-Unis où le coronavirus tue le plus. Il compte désormais plus de 2,5 millions de cas d'infection.