M. Kanu, dont l'arrestation en octobre 2015 avait provoqué une vague de protestations dans le sud-est du Nigeria, a plaidé non-coupable.
"Je refuse la libération sous caution des requérants", a déclaré la juge de la Haute Cour fédérale à Abuja, Binta Nyako, ordonnant leur maintien en détention.
"Si les crimes pour lesquels les accusés sont jugés sont avérés, c'est très grave et ils sont passibles d'une peine d'emprisonnement à perpétuité", a ajouté Mme Nyako.
C'est la quatrième demande de libération sous caution du militant indépendantiste rejetée par un tribunal. Les juges ont plusieurs fois émis la crainte que M. Kanu, qui a la double nationalité nigériane et britannique, ne se présente pas devant le tribunal s'il était libéré.
Le procès a été ajourné au 13 décembre. Le tribunal devra se pencher sur une nouvelle requête de l'accusation pour que le procès se fasse à huis-clos afin de protéger l'identité des témoins.
Plusieurs dizaines de militants pro-Biafra venus assister au procès ont été bloqués à l'extérieur du tribunal.
Nnamdi Kanu, directeur de Radio Biafra, basée à Londres, est notamment accusé d'avoir appelé sur les ondes à la sécession de certains Etats du Sud du Nigeria et à la création d'une "République du Biafra" indépendante.
Il dirige également le groupe interdit Peuple indigène du Biafra (IPOB), qui réclame l'indépendance du Biafra, région déshéritée du sud-est du Nigeria où le peuple igbo est majoritaire et théâtre d'une guerre civile meurtrière il y a un demi-siècle.
La sécession du Biafra, sept ans après l'indépendance du Nigeria, avait débouché sur un conflit féroce de trois ans (1967-70) et la mort d'environ un million de personnes, beaucoup ayant succombé à la maladie et à la famine.
Les partisans de M. Kanu ont organisé une série de manifestations à travers le pays ces derniers mois pour demander sa libération et la création d'un Etat indépendant pour les Igbo.
La semaine dernière, Amnesty International a accusé les forces de sécurité nigérianes d'avoir tué quelque 150 manifestants pro-Biafra au cours depuis un an, mais l'armée a rejeté ces accusations.
Avec AFP