Dockan hade en skylt fäst vid sig där det stod: "Hon bör och ska avlivas".
"Det är fullständigt oacceptabelt att framföra så allvarliga hot i en demokrati, därför är jag mycket nöjd med att den omfattande utredning som genomförts redan resulterat i anhållanden i fallet", skriver Köpenhamns polisdirektör Anne Tønnes i ett pressmeddelande.
De anhållna är två män, 30 och 34 år gamla.
Ytterligare en man frihetsberövades på söndagen och och en fjärde misstänkt är ännu på fri fot, meddelar Köpenhamnspolisen på eftermiddagen.
Det var i lördags kväll som en folkmassa samlades i Frederiksberg i Köpenhamn för att protestera mot de strikta smittskyddsåtgärder som för närvarande råder i Danmark. Bakom missnöjesprotesten stod en grupp som kallar sig "Men in black".
Men liksom vid tidigare tillfällen när gruppen demonstrerat så urartade protesten, och polisen upplöste den efter att bland annat ha fått flaskor kastade mot sig.
Dockan som föreställde den danska statsministern hängdes upp i en lyktstolpe innan den tändes på, rapporterar Ekstra Bladet.
Brottsrubriceringen som omfattar angrepp mot regeringen lyder under paragraf 113 i den danska strafflagen. Den som fälls för det brottet kan få mycket kännbara fängelsestraff, som allra längst 16 år. Att hotet är riktat mot en medlem i regeringen är en försvårande omständighet, skriver Köpenhamnspolisen i pressmeddelandet.