Sextiotvå ryssar och 20 medborgare från Guinea-Bissau fängslades när flottan plundrade trålaren Oleg Naydenov, Senegals militär sade.
Ryssland har fördömt de senegalesiska truppernas "ohyggliga och aggressiva beteende", rapporterade ryska statsmedier.
Västafrikanska regeringar kämpar för att stävja det olagliga fisket, som hotar fiskbestånden.
Den franska militären hjälper Senegal att ta itu med problemet.
Oleg Naydenov var en "upprepare" som hade setts av ett franskt militärplan, fiskeminister Haidar El-Ali sade vid en presskonferens.
Han sade att Senegal hade för avsikt att anta ett dekret som skulle göra det möjligt för regeringen att ta över ägandet av utländska fartyg "som plundrar våra resurser".
Senegal skulle kunna ålägga 200 miljoner CFA-francer (414 000 dollar, 253 000 pund, 304 400 euro) för olagligt fiske, men det skulle kunna fördubblas för Oleg Naydenov eftersom det var en "upprepning av gärningsmannen", sade Ali.
Ministern sade att den amerikanska byrån för internationell utveckling uppskattade att Senegal förlorade omkring 150 miljarder franc CFA per år på grund av olagligt fiske av utländska trålare.
"Det finns omkring 50 sådana fartyg som trafikerar utanför vår kust, som kommer in i [Senegalesiska territorialvatten] bedrägligt då och då. Vi kommer inte att tillåta detta, sade Ali.
Rysslands utrikesministerium sade att man sökte förklaringar från Senegal om de "militära åtgärder" som vidtogs mot trålaren på lördagen.
I samarbete med en rysk fiskeribyrå tjänsteman i Dakar, diplomater var "undergår ytterligare steg som syftar till fartygets tidigaste release och avgång", Reuters nyhetsbyrå citerar ministeriets uttalande som säger.
Senegal har gripit ett ryskt fartyg efter att ha anklagat sina sjömän för att ha fiskat olagligt i dess vatten.