En domare överväger om stjärnan ska åtalas för händelsen, som filmades och blev viral.
Han kommer att tillbringa natten i häkte och utredningar kommer att fortsätta på onsdag, säger en BBC reporter.
Olomide har nekat misshandel, även om han sedan dess har bett om ursäkt för sitt beteende.
De kenyanska myndigheterna deporterade den 60-årige rumbasångaren och tre av hans dansare på lördagen till DR Kongos huvudstad, Kinshasa, efter ett offentligt skrik över händelsen.
BBC: s Poly Muzalia i Kinshasa säger poliser anlände till sångarens hem tidigt på tisdag morgon och tog honom i förvar.
Han blev handfängslad, satt i en polisbil och sedan förd till en domstol där en domare överväger om han ska ställas inför rätta.
Hans advokat, Landry Tanganyi, berättade för BBC att Olomide, en av Afrikas mest populära musiker, inte bör kvarhållas över en natt eftersom han inte var en flygrisk.
Men Olomide lämnade tingshuset under poliseskort och kommer att övernatta på polisstationen, säger vår reporter.
Den kongolesiska musikern har haft liknande problem tidigare:
Musiker Koffi Olomide har tagits i förvar i Demokratiska republiken Kongo, dagar efter att han deporterats från Kenya för att ha sparkat en av sina dansare på en flygplats i Nairobi.