Los Angeles Police Department sagde, at Wilder blev tilbageholdt tidligt tirsdag morgen tidligt efter at være blevet stoppet af politiet, da han kørte i sin Rolls-Royce i Hollywood.
Han blev efterfølgende anholdt på grund af mistanke om at have et skjult skydevåben i køretøjet.
Han blev løsladt omkring kl. 6.35 efter at have betalt en kaution på 35.000 dollars, oplyste LAPD og Los Angeles County Sheriff's Department.
Ifølge underholdningsnyhedssiden TMZ.com blev Wilder stoppet af politiet, som hævdede, at vinduerne i hans bil var ulovligt tonede, og at hans nummerplade var blokeret.
Betjentene rapporterede efterfølgende, at de kunne lugte "brændt marihuana" fra bilen og foretog en ransagning, hvor de fandt et skydevåben.
TMZ citerede uidentificerede kilder for at sige, at Wilder var "samarbejdsvillig og flink" under hele hændelsen.
Wilder syntes senere at påtale på sin anholdelse i et kryptisk indlæg på Twitter et par timer efter sin løsladelse.
"Jeg vil hellere være sikker end ked af det. The End," skrev Wilder.
Wilder (43-2-1, 42 knockouts) vendte tilbage til ringen efter et års fravær sidste år efter den tredje af sine episke kampe mod World Boxing Councils sværvægtsmester Tyson Fury i oktober 2021.