Ulf Kristersson kommenterade TV4:s påståenden på en pressträff på tisdagen.
– Det är mycket allvarliga uppgifter och Sverigedemokraterna måste fullt ut svara på dessa frågor som ställs.
SD "förefaller ha allvarliga problem på sin kommunikationsavdelning", enligt statsministern.
– Jag är extremt mycket emot smutskastning och trollkonton. Jag förväntar mig seriösa svar och att de ber om ursäkt om de smutskastat andra. Det riskerar att skada förtroendet om det stämmer.
Kristersson vill vidare att SD "ber om ursäkt om de har smutskastat".
– Jag förväntar mig seriösa svar och att de kan visa vad som har skett. Och att de ber om ursäkt om de har smutskastat andra, jag förväntar mig ingenting mindre än så. Det är förtroendeskadligt för politiken och definitivt för SD om det stämmer.
"Trollfabriken", som Kalla fakta kallar den, visade sig i ett nytt avsnitt på tisdagen bestå av ett 20-tal konton på sociala medier som rattas av SD-medarbetare.
Vad som är allvarligare för Tidösamarbetet är dock att TV4 också avslöjar att SD angripit borgerliga politiker och att man arbetar med att håna regeringspartierna.
Bland annat hörs SD-medarbetare i tisdagens program diskutera Alice Teodorescu Måwe, KD:s toppnamn inför EU-valet.
– Skulle vara bra om man går igenom vad man kan hitta för skit på Alice, varför vi tycker hon är en sopa, säger kommunikationschefen Joakim Wallerstein då.
Liberalernas partiledare Johan Pehrson har liknande synpunkter på SD-avslöjandet som Ulf Kristersson.
"Jimmie Åkesson behöver svara på medias frågor och partiernas partisekreterare samtala om hur vi går vidare i frågan", skriver han i ett mejl till Aftonbladet.
Moderaternas partisekreterare Karin Enström skriver också i en kommentar att SD verkar ha "stora problem på sin kommunikationsavdelning".