Hon anhölls senare, rapporterar flera medier.
Vilka brott hon misstänks för är inte känt.
Kvinnan reste tillsammans med fem barn till Syrien 2011. Där ska hon ha gift sig och fått ytterligare barn.
När kvinnan greps på Arlanda hade hon två barn med sig. De ska ha suttit i förvar i några veckor i Turkiet.
Sedan tidigare har tre kvinnor som anslutit sig till IS och senare återvänt till Sverige delgivits misstanke om brott. En av dem är en 31-årig kvinna som bland annat utreds för krigsbrott i Syrien. Hon sitter häktad misstänkt för grov egenmäktighet med barn.