En kvinna i 20-årsåldern knuffades till marken och överfölls av en man på en cykel på Boundary Road nära Bournemouth University Talbot campus på torsdag.
Dorset polisen tror att det kan kopplas till två försök till sexuella övergrepp mot kvinnor i september.
Torsdagens angripare beskrivs som vit och i slutet av 20-talet eller tidigt 30-tal.
Officerare sade att han var cirka 5ft 7in (1,7m), av lätt till medelstor byggnad med kort mörkt hår och bär en svart lår längd rock och mörka byxor.
Offret gick nerför en gångstig vid omkring 21:40 GMT när cyklisten närmade sig och sedan överföll henne.
Angriparen åkte en mörkfärgad mountainbike med silverhandtag och red iväg mot Columbia Road efter överfallet.
Det Ch Insp Sarah Derbyshire sade att det kunde kopplas till försök till övergrepp av kvinnor den 13 och 14 september på Boundary Road och Slades Farm.
Hon vädjar om vittnen.
En sexattack på en kvinna nära ett universitetsområde kan kopplas till två andra försök till överfall, har utredare sagt.