Brottet ska ha begåtts natten mot den 1 maj och de båda männen, 53 och 54 år gamla, greps knappt två dygn senare på järnvägsstationen i Uppsala, skriver Västerbottens Folkblad på nätet.
- Det klev in en ung flicka här på polisstationen i Uppsala och berättade att hon utsatts för en våldtäkt av två män på tåget som hon nyss klivit av, berättar Christer Nordström vid Uppsalapolisen för Västerbottens folkblad.
Flickan kunde lämna detaljerade upplysningar om de båda männen. Polisen kunde identifiera dem som två Skellefteåbor.
De greps på järnvägsstationen i Uppsala den 2 maj när de var på väg att stiga på tåget tillbaka till Skellefteå.
- De hade förbeställda biljetter på tåget norrut, säger Christer Nordström.
Männen är häktade på sannolika skäl misstänkta för våldtäkt mot barn. Åtal mot männen kommer enligt kammaråklagare Emma Häggström att väckas på onsdag.