Den misstänkte gärningsmannen ska ha sökt kontakt med den utsatta kvinnan inne på en snabbmatsrestaurang i centrala Karlstad omkring klockan 02 natten mot söndagen.
Mannen ska ha tagit tag i kvinnan och förgripit sig på henne. Polisen rubricerar händelsen som våldtäkt.
– Kvinnan är chockad och uppbragd men ska inte vara allvarligt fysiskt skadad, har Tommy Lindh tidigare sagt.
Kördes till sjukhus
Kvinnan ska efter övergreppet ha blivit upplockad av förbipasserande som kom körande i en bil. Hon kördes senare till sjukhus.
Enligt polisen ska flera personer ha befunnit sig i anslutning till den misstänkta brottsplatsen när den misstänkta våldtäkten ägde rum.
Den misstänkte mannen, som kunde gripas under måndagen efter att först ha anhållits i sin frånvaro, är hemmahörande i Karlstad.
– Vi har tagit hjälp av dagens teknik och samarbetat med flera personer. Det har hjälpt oss mycket idag, mer än så kan jag inte säga, säger Maria Hedin på polisens avdelning för grova brott till SVT Nyheter Värmland.
Mannen kommer att höras och få en offentlig försvarare.