En kvinna kom till polisstationen i Katrineholm klockan 22.30 på fredagskvällen och anmälde våldtäkten.
Efter en husrannsakan greps den misstänkte 17-åringen som efter förhör anhölls av åklagare. Huruvida 17-åringen har gjort några medgivanden är inte känt.
Brottet ska ha ägt rum på en fest i Valla. Enligt uppgift från polisen är både den misstänkte och flickan hemmahörande i Katrineholm.
17-åringen satt anhållen till söndagen då han släpptes på fri fot.