Mannen i fråga greps initialt av polis, men släpptes efter förhör under torsdagskvällen. Det var hotellpersonalen som larmade polisen.
Polisens utredare Tobias Anttila arbetar med sexhandel och bistod patrullerna under torsdagskvällen.
– Mannen kommer att rappporteras för det här. Som regel blir det dagsböter om det inte finns försvårande omständigheter, säger Anttila.
Polisen kan inte gå närmare in på vem mannen är.
– Det är en medelålders, medelklassman. Han är mellan 40 och 50 år och bor i en kommun som angränsar till Piteå, säger Ola Lundström.
Kvinnan i fråga har inte begått något brott.
– Det här är en tjej som vi har fått indikationer på tidigare. Vi har sökt henne och i går lyckades vi lokalisera henne i Piteå, säger Tobias Anttila.
Polisen bedriver spaning på internet där kvinnorna marknadsförs.
– Det här är en rumänsk kvinna. Det är vanligt att de kommer från Ryssland, Rumänien eller Italien, berättar Anttila.
I det här fallet har polisen inte uppprättat någon anmälan rörande människohandel. Men enligt Tobias Anttila är det mycket vanligt att kvinnorna tillhör större nätverk, där gärningsmännen finns i ett annat land.
– Vi kan se indikationer som vi måste jobba vidare på. Men i nuläget har vi inte tillräckligt mycket information. Vi får nya pusselbitar varje gång vi jobbar mot kvinnorna, säger Tobias Anttila.
Han tror dock inte att kvinnan kommer våga sälja sex i Piteå igen.
– Vi bedrev arbete i Skellefteå för några dagar sen, där det rapporterades om sexköp. Kvinnorna reser runt i Sverige och vi försöker spana och följa upp var de vistas, säger han.
Enligt honom kan kvinnorna dra in ganska stora summor pengar.
– Det pratas om att tjejerna själva får behålla mellan 0 och 20 procent av intäkterna, säger Anttila.
Polisen lämnar inga närmare uppgifter om vilket hotell i Piteå sexhandeln ägde rum på.
– Det var ett hotell i centrala Piteå. Ett boende som man hyr, säger Lundström.
Enligt Tobias Anttila är det känsligt för hotellen.
– Anläggningarna vill inte att den här typen av verksamhet ska förekomma hos dem. Hotellpersonalen har en viktig roll i vårt spaningsarbete, de håller utkik åt oss, säger Anttila, som främst arbetar i Luleå.
– I Luleå har vartenda hotell haft tjejer hos sig. Vi har inte hunnit forska så mycket i Piteå, men vi kan konstatera att det inte är några särskilda hotell som är utsatta. Det kan vara allt från de dyraste till de billigaste, säger han.