Det anmälda övergreppet ska ha inträffat i en centralt belägen privat fastighet i Piteå, natten mellan lördag och söndag.
Gärningen uppdagades när en kvinna i 20-årsåldern sprang ut på gatan utanför bostaden i villakvarteret och hejdade en förbipasserande bilist för att få hjälp.
Kvinnan anmälde själv våldtäkten hos polisen i Piteå.
Under söndagen greps den misstänkte gärningsmannen inne i bostaden.
Den aktuella villan spärrades av och polisens tekniker genomförde på söndagen en omfattande brottsplatsundersökning för att säkra spår.
– Mannen har anhållits av åklagare misstänkt för våldtäkt, säger kriminalkommissarie Aron Backman.
– Ytterligare förhör med honom kommer att genomföras under tisdagen, säger Backman.
Den misstänkte mannen kan kvarhållas som anhållen i sammanlagt tre dygn.
Därefter kommer han, om misstankarna kvarstår eller stärks, sannolikt att begäras häktad. Alternativet är att han försätts på fri fot.
Den utsatta kvinnans tillstånd är ingenting som Piteåpolisen vill ge offentlighet åt.