Händelsen rubriceras som synnerligen grov misshandel.
Sjukvården kontaktade polisen efter att barnet kommit in till sjukhuset med allvarliga skador, och polisen beordrades dit för att gripa barnets föräldrar som befann sig på Akademiska sjukhuset i Uppsala.
– Man fattar misstankar om att skadorna som barnet har kan ha uppkommit till följd av misshandel. Vi blev då kontaktade av sjukvården i fredags och beordrade en polispatrull till sjukhuset för att frihetsberöva dem, säger Tobias Ahlén Svalbro, polisens presstalesperson till Upsala Nya Tidning.
Kvinnan försattes senare på fri fot, men polisen uppger att misstankarna mot henne kvarstår.
Mannen som anhölls är fortsatt frihetsberövad samt häktad. Enligt häktningsframställan ska misshandeln ha ägt rum i föräldrarnas bostad, som ligger i en ort i Västmanland.
Föräldrarnas bostad har spärrats av för teknisk undersökning.