Voldtekten skal ha funnet sted på en adresse i Bamble søndag morgen.
– Det tok bare et par timer fra vi fikk meldingen, til vi hadde pågrepet den mistenkte gjerningsmannen, sier operasjonsleder Tor Ragnar Steffensen i Telemark Politidistrikt til NRK.no.
Flere patruljer og hunder ble brukt i søket etter den antatte gjerningsmannen.
Kvinnen som skal ha blitt voldtatt er i 20-årene og blir ivaretatt, ifølge politiet.
– Vi er helt i starten av etterforskningen, nå skal vitner avhøres og spor sikres, sier Steffensen
22-åringen ble pågrepet ved 10.30-tiden og skal avhøres ved Grenland politistasjon i løpet av dagen.