40 thợ mỏ khác cũng đã bị tạm giam để điều tra trong vụ án.
Ông Rodolfo Illanes bị những thợ mỏ đình công bắt cóc và đánh chết hôm thứ Năm sau khi ông đến Panduro, cách thủ đô La Paz khoảng 130 km, để làm trung gian điều giải một cuộc xung đột về luật khai thác mỏ.
Khám nghiệm tử thi cho thấy ông Illanes chết vì chấn thương não và ngực.
Người cầm đầu cuộc biểu tình Carlos Mamani hôm thứ Bảy bị buộc tội sát nhân, cướp nghiêm trọng, sở hữu súng, tổ chức hoạt động phạm tội và tấn công quan chức nhà nước. Một phiên tòa dự kiến sẽ diễn ra trong những ngày tới.
Tổng thống Bolivia Evo Morales gọi cái chết của ông Illanes là một "âm mưu" chống lại chính phủ của ông dựa trên những nỗ lực hòng lật đổ ông.
Trong một cuộc họp báo, ông cho biết những vụ biểu tình được thực hiện với sự hậu thuẫn của phe đối lập cánh hữu.
"Bây giờ chúng tôi đang nhận được thông tin và tìm thấy những tài liệu nói rằng việc này là nhằm lật đổ chính phủ," ông nói.
Tuy nhiên, những nhà lãnh đạo đối lập phủ nhận sự dính líu trong vụ sát hại thứ trưởng.
Thợ mỏ chặn một xa lộ chính trong một cuộc biểu tình chống nhữrng chính sách của chính phủ Bolivia Evo Morales, ở Panduro phía nam thủ đô La Paz, ngày 25 tháng 6, 2016.
Cựu tổng thống Jorge Quiroga yêu cầu ông Morales "trong những giờ phút đau buồn này đừng thêu dệt những thuyết âm mưu sai trái."
Những thợ mỏ khi đó đang đòi thay đổi luật pháp, và hôm thứ Ba những cuộc biểu tình đã biến thành bạo lực sau khi họ chặn một con đường cao tốc và đụng độ với cảnh sát.
Ít nhất hai thợ mỏ chết trong những vụ đụng độ. Những thợ mỏ sau đó đồng ý bắt đầu thương lượng với chính phủ hôm thứ Sáu.
Những người biểu tình muốn có những nhượng bộ về khai thác mỏ và quyền được làm việc cho những công ty tư nhân hay nước ngoài, và có được sự đại diện lớn hơn của công đoàn.
Sau khi hay tin về cái chết của ông Illanes, các quan chức chính phủ đã ngừng thương thuyết với những thợ mỏ và đề nghị mức án tù tối đa 30 năm cho những người bị kết tội trong vụ án.
Tang lễ của ông Illanes diễn ra hôm Chủ nhật ở La Paz.