Policija države Victoria objasnila je da su snage reda "prvotno odgovorile na upozorenje o zapaljenom vozilu".
Do incidenta je došlo u poslovnoj četvrti Melbournea, oko 16.20 sati kad su ljudi odlazili s posla na vikend.
"Jedan je muškarac uhićen na licu mjesta i prevezen uz policijsku pratnju u bolnicu u kritičnom stanju", dodala je policija.
Lokalni mediji objavili su slike visokog muškarca koji maše rukama i pokušava ubosti nožem policajce blizu automobila u plamenu, prije nego je u njega pucano.
Policija je zatražila od stanovništva da izbjegava dolazak u sektor ističući, međutim, da ne traži ostale sumnjivce. "Zasad ne tražimo nikog drugog".
"Točne okolnosti moraju se odrediti. Četvrt je zatvorena", dodali su istražitelji.
Prema policiji jedna od tri ubodene osobe preminula je na mjestu događaja, dok su druge dvije prebačene u bolnicu.
"Za sada ne vidimo vezu s terorizmom", kazao je policijski narednik David Clayton.