Den turkiska regeringen har anklagat det förbjudna Kurdiska arbetarpartiet (PKK) för att ha legat bakom attacken.
Bland offren fanns bland andra två flickor, 9 respektive 15 år gamla.
Både PKK och dess syriska gren YPG har förnekat inblandning. Ingen person eller grupp har tagit på sig ansvaret för attentatet.
Greps i förort
Den syriska kvinnan, som pekats ut som huvudmisstänkt, greps av turkisk polis i en förort till Istanbul.
Hon uppges ha erkänt att det var hon som placerade bomben på den populära shoppinggata som leder fram till det berömda Taksimtorget.
De frihetsberövade personerna misstänks för att "ha förstört nationens enighet", "överlagt mord" och "överlagt försök till mord", enligt nyhetsbyrån Anadolu. De ska nu hållas frihetsberövade fram till rättegångsstarten.
Enligt kvinnan ska hon ha gått med i PKK efter ha blivit påverkad av sin före detta pojkvän. När relationen med pojkvännen tog slut fortsatte hon hålla kontakten med PKK, enligt vad hon själv uppgett.
Frågetecken kvarstår
Turkiska medier har publicerat flera detaljer om kvinnan, men många frågetecken kvarstår.
Hon ska exempelvis ha tagit sig in i landet via syriska Afrin, som kontrolleras av Ankara-stödda grupper.
Det finns även oklarheter kring den bostad hon hyrde i Istanbul.
Turkiets inrikesminister Süleyman Soylu har pekat mot Kobane – en syrisk stad som kontrolleras av kurdiska styrkor, intill gränsen mot Turkiet. Den gripna kvinnan sägs ha varit där nyligen och blivit beordrad att utföra bombdådet.
Totalt har omkring 50 personer gripits sedan dådet ägde rum 13 november.
