Ambas as equipas e a Premier League condenaram os cânticos dirigidos aos torcedores do Chelsea durante o jogo em que os Lobos, dentro de casa, venceram por 1 a 0.
"A homofobia, como todas as outras formas de discriminação, não tem lugar no futebol ou na sociedade, e qualquer pessoa envolvida em comportamentos discriminatórios está cometendo um delito criminal", disse o Wolves numa declaração.
"Podemos confirmar que foram efetuadas três detenções pela Polícia de West Midlands relacionadas com a homofobia e cânticos discriminatórios em questão".
A West Midlands Police afirmou que três homens com 32, 24 e 21 anos foram detidos sob suspeita de um "delito de ordem pública que causou assédio, alarme ou angústia e também de utilizar palavras ou comportamentos ameaçadores para incitar ao ódio pela orientação sexual".
Os três homens foram libertados sob fiança enquanto a polícia continua a investigar o caso.
"O que ouvimos no jogo foi incrivelmente decepcionante. Em resposta aos cânticos, os torcedores foram lembrados por um anúncio no sistema de alto-falantes que comportamentos discriminatórios e cânticos desta natureza não serão tolerados", disse a superintendente Sallie Churchill numa declaração à Reuters.
"No entanto, apesar dos avisos, os torcedores continuaram. Fizemos três detenções iniciais.
"Continuamos a investigar e os policiais estão a analisando imagens para identificar os responsáveis. Vamos procurar fazer mais detenções".
O Wolves disse que apoia totalmente a polícia na sua investigação.