Uppgifter tyder på att flickan reste med tåg till Göteborg för att träffa en man i 20-årsåldern, enligt Åklagarmyndigheten.
"Det finns bland annat vittnesuppgifter om att målsäganden och den misstänkta mannen har setts i anslutning till hans bostad", säger kammaråklagare Joanna Larsen, som leder förundersökningen, i ett pressmeddelande.
På måndagskvällen genomför frivilligorganisationen Missing People en stor sökinsats i området där flickan senast sågs, rapporterar flera medier.
– Vi kommer att leta så länge det behövs, säger Christer Nordqvist från Missing People till SVT Nyheter Väst.
Den misstänkte mannen anhölls i lördags. På måndagen begärdes han häktad på sannolika skäl misstänkt för kontakt för att träffa ett barn i sexuellt syfte, så kallad grooming.
I nuläget finns ingen brottsmisstanke om att mannen har med flickans försvinnande att göra, enligt Åklagarmyndigheten.
Den misstänkte mannen förnekar brott.
– Han har inte haft någonting med detta att göra och följaktligen heller inte haft något att berätta under de förhör som hittills genomförts, säger hans advokat Jan-Otto Meijer till Göteborgs-Posten.
Mannen är tidigare dömd för tre fall av våldtäkt mot barn, rapporterar flera medier.