Market Cross Jewellers på Linthorpe Road i Middlesbrough riktades på tisdagen av män som bar vad som ansågs vara yxor.
Ingen skadades, och polisen har inte släppt några detaljer om vad som togs.
I november stals klockor och diamanter värda hundratusentals pund under en räd vid butikens avdelningskontor i Yarm.
En 24-årig man från Manchester greps den 8 januari i samband med rånet och stack senare i väntan på ytterligare undersökningar.
Temporary Det Ch Insp John Ward sade: " Det finns helt klart likheter mellan [ödets] rån och det som ägde rum i Yarm i november, och många undersökningslinjer följs i båda fallen.
"Officers skulle vilja tala med alla som kan ha sett, eller har kunskap om, en silver Citroen C Crosser bil som bär registreringsskyltar MK60 XCD.
"Vi tror att detta fordon var inblandad i [Middlesbrough] rånet och det upptäcktes senare övergiven i parkeringen bredvid Leader timmerhandlare på Newport Road, Middlesbrough.
"Vi skulle också vädja till lokala hotellägare och till dem som driver lokala bed and breakfast arenor för att varna oss om de har haft några gäster som kan ha väckt sina misstankar under de senaste dagarna och som kan ha talat med en North West accent."
En väpnad razzia på en juvelerare kan kopplas till en vid en annan gren för tre månader sedan, har polisen sagt.