Den 76-årige polsk-franske Polanski greps när han anlände till flygplatsen i Zürich i lördags kväll enligt arrangörerna till den filmfestival där Polanski skulle hedras.
Polanski, född i Polen men uppvuxen i Frankrike, är känd för filmer som Pianisten, som han fick en Oscar för 2003, samt Rosemarys baby och Chinatown.
Han har varit på flykt från USA sedan 1978, efter det att han gripits för att ha haft sex med en 13-årig flicka. Polanski flydde USA innan rättegången hölls. Han har erkänt sig skyldig till händelsen, men vidhållit att flickan hade samtyckt till att ha sex.
"Festivalens ledning har mottagit nyheten med stor förvåning och chock", meddelade Zürichs filmfestival i ett uttalande på söndagen.
Polanski greps för att utlämnas till USA, uppger det schweiziska justitiedepartementet enligt AFP.
– Jag kan bekräfta att Polanski har gripits, amerikanska myndigheter utfärdade en internationell förfrågan 2005 i anknytning till efterlysningen från 1978, sade en talesperson för departementet.