Jorlan Lopes da Silva misstänks för 16 mord under tre månaders tid. 33-åringen ska ha kopplingar till en kriminell organisation från Rio de Janeiro som verkar i den brasilianska delstaten Paraíba.
Efter 48 timmars sökande greps han på söndagen i Mulungu i Paraíba, rapporterar O Globo.
Lopes da Silva hävdar själv att han dödat cirka 80 personer under sitt liv, vilket i så fall skulle göra honom till Brasiliens värsta seriemördare någonsin.
Enligt polisen kan det första mordet ha begåtts när han var 13 år. Varifrån han fått barnet han bar på vid gripandet utreds.