Kravallutrustad polis stoppade prideparaden, grep deltagarna och föste in dem i polisbilar, rapporterar Reuters.
Bland de gripna finns den brittiske gayaktivisten Peter Tatchell.
Cirka 15 demonstranter ropade "Homofobi är en skam för Ryssland!" och "Lika rättigheter för alla!" innan de greps av polis, rapporterar AFP.
Ytterligare cirka fem demonstranter greps när de försökte tala med journalister. Det förekom knuffar men inget grövre våld enligt vittnen.
Moskvas borgmästare Jurij Luzjkov driver en hård linje mot prideparader, som han tidigare har kallat "sataniska".

Hundratals poliser

Expressens Mikael Werneholm är på plats i Moskva för kvällens Eurovisionsschlagerfinal. Han befann sig på lördagsförmiddagen i närheten av Röda torget.
- Polisen och militären har laddat upp med pansarfordon, vi snackar hundratals poliser. Det är mycket bevakning, säger Werneholm.
Hur är stämningen?
- Det är spänt. Så här mycket avspärrat har det inte varit tidigare i veckan. Röda torget är avspärrat och för att närma sig området kring torget är det säkerhetskontroller.
Även andra kändra gayförespåkare greps, skriver AP. Bland andra ledaren för Rysslands HBT-rörelse Nikolai Alexeyev, människorättsaktivisten Eduard Murdin och Andy Thayer från amerikanska Gay liberation network.
Tidigare på dagen hade ett 50-tal nationalister och kristna ortodoxa protesterat mot homosexualitet, enligt AP.
En person greps - efter att ha anklagat de styrande i Kreml för att vara homosexuella.

"Brutalt"

En av de gripna personerna är den brittiske aktivisten Peter Tatchell. Han beskriver gripandet som brutalt:
- Polisens taktik var ganska våldsam. Människor fick sina armar uppvridna bakom ryggen och sina handleder omvridna. Det var ganska smärtsamt, säger han till nyhetsbyrån AFP sedan han släppts