Brottsoffret är en 14-åring, som blev efterlyst i slutet av juli och inte har hittats.
Vid samma tid hittades en annan 14-åring död utanför Nynäshamn. Dödsfallet utreds som misstänkt mord. I den utredningen har ingen misstänkt gripits.
De två 14-åringarna bodde på varsitt HVB-hem i Nyköpings kommun.
– Vi utreder i dagsläget om de här ärendena har koppling med varandra, säger senioråklagare Hanna Cardell, som begärt 15-åringen häktad, till TT.
Åklagaren vill inte säga något om vad misstankarna mot 15-åringen grundas på, eller var den saknade 14-åringen sågs senast.
– Polisen eftersöker honom fortfarande, säger Hanna Cardell.
Häktningsförhandlingen äger rum på fredagen.