Mannen, som är i 20-årsåldern, är skäligen misstänkt för delaktighet i mordet och greps under en insats i Stockholmsområdet på tisdagsmorgonen. Mannen har tidigare varit anhållen i sin frånvaro, uppger polisen på sin hemsida.
Under de kommande dagarna kommer mannen att förhöras. Sedan tidigare sitter en man häktad misstänkt för grovt skyddande av brottsling.
Den tolvåriga flickan dog efter att ha blivit skjuten vid en snabbmatsrestaurang i Norsborg i Botkyrka, söder om Stockholm, natten till den 2 augusti. Skotten ska ha avlossats från en förbipasserande bil.
Polisen har tidigare slagit fast att flickan inte var måltavlan för skotten, men har inte berättat vem eller vilka som skotten var menade för.