Mannen, som är 23 år, förhörs med misstanke om att ha orsakat döden genom att köra farligt över kollisionen på A500 omkring kl. 04:45.
De två män som dog, båda 22 år, kom från norra Staffordshire-området, sade polisen.
En del av den södra körbanan var stängd i sju timmar efter kraschen vid Cliffe Vale, sade en talesman.
Vägen har sedan öppnats igen.
En talesman för West Midlands Ambulance Service sade att det snabbt blev uppenbart för besättningar som anlände till platsen "att ingenting kunde göras för att rädda två män som var i bilen". De blev bekräftade döda på platsen.
En tredje man "behandlades för flera mindre skador" och fördes till Royal Stoke Universitetssjukhuset.
Den som har någon information om kollisionen uppmanas att ringa polisen på 101.
En man har gripits efter att två män dog när en bil och lastbil kraschade i Stoke-on-Trent.