Polisen spårade mannen till kuststaden Mombasa, drygt åttio mil från byn Iten där Agnes Tiop, 25, hittades med knivhugg i nacken i onsdags. Han hade då varit på flykt i över ett dygn.
Enligt en högt uppsatt polis i Mombasa ska maken upp i rätten under fredagen, där åklagaren förväntas ta beslut om han ska begäras häktad.
– Med tanke på hur spänd situationen är i Iten, är det osannolikt att vi tar det där, säger han till AFP.
Agnes Tirop satte för bara en månad sedan världsrekord på tio kilometer landsväg med tiden 30.01 i tyska Herzogenaurach. I somras slutade hon fyra på 5 000 meter i OS i Tokyo.
Hon har också brons från VM 2017 i London och brons från VM 2019 i Doha. Båda på distansen 10 000 meter.
Kenyas friidrottsförbund har valt att skjuta upp två löpartävlingar efter mordet. Det gäller två nationella landsvägstävlingar som skulle ha avgjorts den 16 och 23 oktober.
Den ena skulle ha avgjorts i Tirops hemby Iten.