Våldtäkten uppges ha skett på Brogatan i Karlstad nära biblioteket mellan klockan 04:00 och 04:20.
Kvinnan uppger enligt polisen att hon blev uppvaktad av en man inne på Citygrillen, som hon besökte efter att ha lämnat krogen Tempel någon gång mellan klockan 02:00 och 02:30.
Mannen och kvinnan hade en konversation inne på Citygrillen och när hon efter en tid lämnade restaurangen följde han efter henne.
Vid Brogatan tog mannen tag i kvinnan och genomförde en våldtäkt.
Polisen har genomfört en teknisk undersökning i området och kvinnan är förd till sjukvården.
Flera personer ska ha befunnit sig i närheten innan våldtäkten begicks och polisen kommer att genomföra förhör med potentiella vittnen.
Polisen är dock angelägen om att andra som befunnit sig i området under den aktuella tiden hör av sig. Uppgifter kan lämnas på telefonnumret 010-56 70300 under söndagen och därefter på 114 14
