Gripandet kommer efter att det framkom nya uppgifter i en pågående utredning mot Borg Høiby.
Enligt polisen rör misstankarna sexuellt umgänge utan samlag, där offret inte har kunnat göra motstånd.
Enligt uppgifter till flera norska medier, bland annat NRK, har polisen beslagtagit filmer från Borg Høibys telefon som de tror visar våldtäkten.
Marius Borg Høiby har nekat till anklagelserna om våldtäkt.
Borg Høiby misstänkt för flera brott
Kvinnan som misstänks ha blivit utsatt är i 20-årsåldern, hennes målsägandebiträde har bekräftat att det var polisen som upprättade en anmälan.
27-åringen är sedan tidigare misstänkt för brott mot tre andra kvinnor som han har haft en relation med.
Enligt norska medier är kvinnan i det här fallet inte en av dem.
Borg Høiby åtalas för två våldtäkter och kommer att hållas häktad i en vecka under restriktioner, rapporterar NRK.
– Vi utreder nu två våldtäkter, säger polisadvokat Andreas Kruszewski, rapporterar NRK.
Marius Borg Høibys styvfar, norske kronprinsen Haakon svarar för andra dagen i rad på frågor om brottsmisstankarna. Han uppger också att kronprinsparet försökt hjälpa sonen.
– Vi som familj och som föräldrar har varit väldigt upptagna av att Marius ska få hjälp och jobbat länge med att han ska komma till ett ställe där han kan få mer hjälp, rehabilitering och behandling. Det får ske inom de ramarna som rättsapparaten sätter för det.