Misstaget upptäcktes när de skulle lämna skolområdet.
Händelsen, som inträffade i slutet av januari, utreds av åklagare, rapporterar Norrköpings Tidningar.
Mamman till det barn som hämtades fick ett telefonsamtal om att så skett och föräldrarna har polisanmält händelsen.
Enligt Mats Jonsson, tillförordnad socialchef vid Söderköpings kommun, har en lex Sarah-utredning inletts. Händelsen är även anmäld till Inspektionen för vård och omsorg (Ivo) och en anmälan kommer enligt tidningen även att skickas till Skolinspektionen.