Mannen, som arbetade på förskolan, döms för grov våldtäkt mot barn till fängelse i fem år.
"Jag menar att brottet bör bedömas som grovt för att målsäganden är ett treårigt barn och för att den misstänkte visat särskild hänsynslöshet då han utnyttjat sin ställning som förskolepersonal", sade åklagaren Fredrik Beijar i ett pressmeddelande i samband med att mannen åtalades.
Övergreppet mot flickan blev känt när flickans vårdnadshavare hämtade henne från förskolan. Mannen, som suttit häktad sedan början av oktober, nekade först till anklagelserna men erkände senare.
Förutom fängelsestraffet döms han också att betala 315 000 kronor i skadestånd till den utsatta flickan.