Våldtäkten inträffade någon gång mellan 22.00 och 23.30 i Sigurdsområdet i Västerås på fredagskvällen.
Mannen, som är i 30-årsåldern, började ta på flickan och fick sedan ner henne på marken. Efter våldtäkten lämnade mannen platsen.
– Hon har träffat mannen tidigare under kvällen och de möts sedan upp igen. I samband med att de träffas blir mannen fysisk, säger Pelle Nellberg, presstalesperson hos polisen i region Mitt till TT.
Flickan, som är minderårig, larmar själv polisen och vid 03.30 grips mannen för att senare under natten anhållas misstänkt för våldtäkt.
Fortsatta förhör
Under lördagen kommer fortsatta förhör att hållas med den misstänkte mannen.
– Han ska förhöras i dag med närvaro av en advokat, säger Pelle Nellberg till SVT Nyheter Västmanland.