Mannen misstänks även för försök till våldtäkt då han på torsdagen ska ha följt efter ytterligare en kvinna som var på väg hem med tunnelbanan.
Det var tidigt i lördags morse som en kvinna i 20-årsåldern blev våldtagen på väg hem från tunnelbanan i Hässelby gård. Två dagar tidigare utsattes en kvinna i 30-årsåldern för våldtäktsförsök i samma område.
– Signalementet överensstämde hyfsat och då började vi känna lite panik. Vad är det här, vad är det som är på gång? säger Patrik Zanders, utredare på Västerortspolisen.
Fångades på övervakningsfilm
Många poliser sattes att jobba på fallen. 15-åringen misstänks även för våldtäktsförsöket.
– Övervakningsfilmen i kombination med vittnen och målsäganden gjorde att vi hittade en person som vi förstod sannolikt var gärningsmannen. Personen är okänd för oss sedan tidigare, men kolleger med god personkännedom tyckte sig känna igen honom, säger Patrik Zanders.
15-åringen anhölls i sin frånvaro på trettondagsafton och kunde gripas i hemmet några timmar senare, strax efter klockan 23.
Polisen har gjort beslag vid båda brottsplatserna och i samband med gripandet.
Pojken har förhörts och ska ha gjort vissa medgivanden.