Mannen kom självmant till en polisstation i södra Provence-Alpes-Côte d'Azur med det makabra bagaget.
– En individ överlämnade sig självmant till polisen i Fréjus sedan han skurit av halsen och penisen på en annan man, sade en polis som bekräftade medieuppgifter i dagstidningen Var-Matin.
Polis i staden Toulon har tagit över utredningen av fallet. Brotten tros ha begåtts i orten Fréjus mellan städerna Saint-Tropez och Cannes vid Medelhavskusten.
Den gripne 38-åringen är tidigare känd hos polisen, men bara för mindre allvarliga brott. Mannen uppgav en adress i Fréjus, där polis fann den lemlästade kroppen.