Medlemmarna i FSB, den ryska underrättelsetjänsten, konspirerade med kriminella hackare, enligt justitiedepartementets tjänstemän som meddelade anklagelserna.
Tidigare, Yahoo sade "statssponsrade" hackare var bakom 2014 överträdelse påverkar 500 miljoner konton.
De misstänkta påstås också ha riktade Google-konton.
Hacking riktades till ryska och amerikanska regeringstjänstemän, inklusive säkerhet, diplomatisk och militär personal, enligt justitiedepartementet.
Åtalet hävdade också att 30 miljoner Yahoo-konton beslagtogs utan tillstånd för användning i en skräppostkampanj.
"Vi kommer inte att tillåta individer, grupper, nationalstater, eller en kombination av dem att äventyra integriteten för våra medborgare, de ekonomiska intressena hos våra företag, eller säkerheten i vårt land," sade tillförordnad justitieminister Mary McCord, tillkännage anklagelserna.
De misstänkta namngavs i ett DOJ pressmeddelande som:
Baratov greps den 14 mars i Canada.
En av de påstådda hackers har varit på FBI: s mest eftersökta cyberbrottslingar i mer än tre år, enligt att agera Att Gen McCord.
Den misstänkte, Alexsey Belan, fick hjälp av FSB som - enligt justitiedepartementet - gav honom "känslig FSB brottsbekämpning och underrättelseinformation som skulle ha hjälpt honom att undvika upptäckt av USA och andra brottsbekämpande organ utanför Ryssland".
"Vi skulle hoppas att [Ryssland] skulle respektera vårt straffrättsliga system och respektera dessa anklagelser", sade agerar Att Gen McCord, erkänner det faktum att USA inte har ett utlämningsavtal med Ryssland.
"Förenade kungarikets MI5 gjorde betydande bidrag till utvecklingen av denna undersökning," tillade FBI verkställande biträdande direktör Paul Abbate.
Yahoo kritiserades för förseningen med att informera användarna om 2014 års överträdelse.
De stulna uppgifterna innehöll namn, e-postadresser, telefonnummer, födelsedatum och krypterade lösenord, men inte kreditkortsuppgifter, enligt Yahoo.
Förra året fick användarna rådet att ändra sina lösenord.
Cirka åtta miljoner brittiska konton tros ha påverkats - däribland vissa användare av BT och Skys e-posttjänster.
"Klagomålet tydligt visar attackerna på Yahoo var statligt-sponsored," Yahoo sade i ett uttalande, svarar på DOJ tillkännagivande.
"Vi är djupt tacksamma mot FBI för att ha utrett dessa brott och justitiedepartementet för att ha åtalat de ansvariga."
Försvarsdepartementet sa att anklagelserna inte har någon koppling till hackandet av Demokratiska National Convention förra året.
Två ryska spioner är bland fyra personer åtalade av det amerikanska justitiedepartementet (DOJ) över en enorm stöld av Yahoo användarkonton.