Brottet begicks på hotellfartyget Oscar Wilde i Düsseldorf den 5 mars.
Fartyget används för närvarande som boende för flyktingar från Ukraina.
De misstänkta våldtäktsmännen kommer enligt Bild från Irak och Nigeria och är 37 respektive 26 år. De ska ha turats om att våldta den 18-åriga ukrainskan.
Båda gärningsmännen uppges ha ukrainska medborgarskap. Hur de har lyckats komma över ukrainska pass ska nu utredas.
Enligt uppgifter till Bild stöter poliser i gränsområdet allt oftare på påstådda flyktingar som inte kommer direkt från Ukraina utan från exempelvis Afrika.
