Polisen larmades om händelsen på lördagseftermiddagen av personal på ett sjukhus.
Kvinnan hade tidigare under dagen hämtats av ambulans. Sedan hon blivit undersökt på sjukhuset uppstod misstankar om att hon utsatts för ett brott.
Det misstänkta brottet ska ha begåtts inomhus i en bostad i Södertälje och de två männen greps där. De har en relation till kvinnan, enligt polisen.
– Ja, det har de. Men exakt hur den relationen ser ut kan jag inte svara på, säger Daniel Wikdahl.
Händelsen rubriceras som grov misshandel.
Den misstänkta misshandeln utreds som brott i nära relation men det finns ingen information om att det handlar om hedersrelaterat våld i dagsläget.
Under söndagskvällen är kvinnans tillstånd ännu oklart då polisen inte kan ge några nya uppgifter.