De tre er arrestert i de spanske byene Almeria, Alicante og Barcelona, og i følge politiet skal de ha utført samordnede dataangrep fra en server satt opp i et hus i Gijon, melder NY Times.
Politiet sier de er sikre på at de tre arresterte har vært involvert i det tidligere angrepet på PlayStation Network, som gjorde at tjenesten var ute av drift i over en måned, samt angrep på de spanske bankene BBVA og Bankia.
Også et italiensk firma, energiselskapet Enel, ble hacket av aktivistene, mener politiet.
Videre prøvde hackerne også å komme seg inn på hjemmesidene til Egypt, Algeria, Libya, Iran, Chile, Colombia og New Zealand, av ukjente årsaker.
En av de tre arresterte, en 31 år gammel mann, hadde satt opp en server i huset sitt i Gijon - denne ble brukt til å videresende angrepene fra de andre mot de forskjellige målene.
Politiet har siden oktober 2010 spionert på hackerne og analysert chatlogger på til sammen over to millioner linjer, før de den 18. mai fikk et gjennombrudd da den samme serveren ble brukt til å stenge en nettside tilhørende den spanske valgkomiteen.
Sony har på sin side nektet å kommentere pågripelsen, men har anslått at tapene som følge av hackingen - utgifter til advokater, nye sikkerhetstiltak skader på omdømme og gratis varer for å vinne tilbake kunder - vil være på i underkant av 940 millioner kroner.
Også utviklere til Sonys plattformer ble rammet av nedtiden. Capcom meldte at de kunne miste millioner som følge av tapte inntekter.
Blir de tre dømt kan de risikere to til tre års fengselsstraff. Politiet utelukker heller ikke at det kan bli gjort flere arrestasjoner i fremtiden.