Anklagelserna kommer efter att Khan hotat polis och rättsväsende i ett politiskt tal han höll i lördags. Han anklagade myndigheterna för att ha torterat en av hans medarbetare som sitter fängslad anklagad för uppvigling.
Nu misstänks han för att ha brutit mot landets terrorismlagstiftning och riskerar flera års fängelsestraff.
Hundratals av den tidigare ledarens anhängare uppges ha samlats utanför hans hem med löften om att "ta över" om han grips. Khan har i flera månader kämpat mot en rad anklagelser, men har hittills inte gripits.
Även oppositionsledare varnar för att myndigheterna skulle korsa en "röd linje" om de griper Khan.
Formella anklagelser
Polisen lämnade in en första informationsrapport i söndags. Det är det första steget i den process som kan leda till formella anklagelser.
Den tidigare cricketstjärnan förlorade en misstroendeomröstning i april och tvingades avgå efter drygt tre år vid makten. Sedan dess har han försökt att komma tillbaka till makten genom att högljutt kritisera landets regering och militär. Han har också hållit flera massmöten för att mobilisera sina anhängare.
Khan har inte själv kommenterat anklagelserna mot honom.
Förbud mot tv-tal
Tidigare i helgen förbjöds alla tv-kanaler i Pakistan att direktsända något tal eller framträdande av Khan, som sägs sprida hat och leda till oroligheter.
En av landets största privata tv-kanaler, ARY News, har stängts ner i stora delar av landet. Den regeringskritiska kanalen stöttar Khan vilket också en stor del av landets yngre uppges göra och hans tal sänds ofta till stor publik i såväl tv som på social medier.
Khan har tidigare även förbjudits att anordna protester i huvudstaden Islamabad.