Larmet kom strax innan klockan sex på lördagsmorgonen och när polisen mötte upp tåget i Tierp visade det sig att en man förgripit sig på en kvinna ombord.
Polisen rubricerar händelsen som våldtäkt.
– Gärningsmannen och brottoffret ska vara obekanta för varandra, säger Daniel Wikdahl, presstalesperson vid polisen i region Mitt.
Mannen kunde gripas och har senare under dagen anhållits av åklagare. Kvinnan fick föras till sjukhus för undersökning.
– Utredningsläget ser bra ut, men vi kan inte berätta i detalj om gärningen, säger Daniel Wikdahl.