Överlevare berättar att smuggelbåten utgick ifrån Libyen den 14 april med 105 passagerare och att under färden blev 12 passagerare från Nigeria och Ghana överfallna och kastade i vattnet under förevändningen att de var kristna.
I hamn i Italien kunde passagerare peka ut de 15 nu gripna.
"De skred till verket och 12 personer, alla från Nigeria och Ghana, antas ha drunknat i Medelhavet", skriver polisen i ett uttalande enligt italienska The Local.
Ärendet har lämnats över till åklagare.