Räddningstjänsten larmades under måndagsmorgonen till en adress i Trosa kommun, där barnet hittades allvarligt skadad. Larmet inkom som ett olycksfall, men polisen fattade misstankar om brott.
Två personer har under dagen anhållits, misstänkta för synnerligen grov misshandel.
– Spädbarnet är allvarligt skadat och brottsrubriceringen kan komma att ändras, det rör sig om en synnerligen grov misshandel, säger Erik Creutz, vakthavande befäl till TT.
Polisen fick på morgonen indikationer om att något inte stod rätt till på adressen och patrull på plats fattade misstankar att det inte rörde sig om en olyckshändelse.
– Det är ett väldigt känsligt ärende och vi kan inte kommentera ytterligare eller säga vilken relation barnet har till de två frihetsberövade, säger Erik Creutz.
Barnet fördes till sjukhus med ambulanshelikopter men tillståndet var vid 01-tiden oklart.