Offret, i 20-årsåldern, lämnades "kamp för sitt liv" efter överfallet i Victoria Park, Leicester, ungefär 23:40 BST på måndag.
Hon släpades in i buskarna och hittades nära soptunnor ungefär en timme senare, sade Leicestershire polisen.
Den misstänkte greps på tisdag kväll och detektiver har förnyat sin vädjan om information.
Live-uppdateringar och fler berättelser från East Midlands
Polisen sa att kvinnan hade gått ensam längs en väl upplyst del av parken innan hon blev attackerad om huvudet och överkroppen.
Stora delar av det offentliga rummet spärrades av på tisdag när rättsmedicinska poliser kammade platsen för bevis.
Det Ch Insp Rob Widdowson sade: " Detta var en riktigt brutal attack, offret har lämnats med fasansfulla skador och kämpar för sitt liv.
"Vi behöver fortfarande spåra alla som kan ha varit i området Victoria Park [sent på måndag kväll eller tidigt på tisdag morgon] och som kan ha sett något som kan hjälpa oss med våra förfrågningar.
"Du kanske inte tycker att det du såg är betydelsefullt, men vi vill ändå prata med dig."
Det Supt Neil Castle tillade: " När hon gick över parken blev hon attackerad och släpad in i några buskar, där hon blev allvarligt överfallen. Hon fick fruktansvärda skador."
En 17-årig pojke har gripits misstänkt för mordförsök på en kvinna i en park.