Brottet ska ha ägt rum under torsdagen i centrala Stockholm, enligt uppgifter till Aftonbladet. En anmälan inkom till polisen i lördags efter att en kvinna sökt vård.
Mbappé och hans sällskap besökte bland annat restaurangen Chez Jolie och nattklubben V på Stureplan under sin vistelse.
Polisen och tekniker befann sig under måndagen på hotellet där sällskapet bodde för att genomföra undersökningar.
Mbappé lämnade Sverige på fredagen, alltså innan anmälan inkom.
Åklagaren som leder utredningen avböjer att kommentera ärendet ytterligare, och ingen har ännu delgivits misstanke, enligt Aftonbladet.
