Enligt polisen ska flickan ha berättat för personal på badhuset Kokpunkten i Västerås att en man flera gånger tagit på henne på ett olämpligt sätt.
Personalen larmade då polis som kom till platsen.
Flickan ska enligt polisen kunnat peka ut mannen.
Han är nu identifierad och en anmälan om sexuellt ofredande har upprättats.