Det skulle vara ett ögonblick som skakade den virtuella världen. Modi, allmänt erkänd som en av världens mest inflytelserika politiker på sociala medier, omgärdade en något bedövad Mark Zuckerberg i en björnkram.
Men vad hände egentligen i Menlo Park? Varför trodde vissa att Mr Modi inte agerade i Indiens bästa digitala intresse när han kramade Mr Zuckerberg?
Indien med en internet befolkning på 354 miljoner - som redan har ökat med 17% under de första sex månaderna 2015 - är ett uppenbart mål för inte bara Facebook, men andra Silicon Valley jättar. Och de har alla varit mer än glada över att utlova sitt stöd för det digitala Indien - ett nyligen lanserat regeringsinitiativ som syftar till att återuppliva en kampanj på 18 miljarder dollar (11,6 miljarder pund) för att stärka Indiens digitala infrastruktur.
Google erbjöd sig att tillhandahålla 500 järnvägsstationer med gratis WiFi och Microsoft lovade att ansluta 500.000 indiska byar med billig bredbandsåtkomst.
Men denna enorma uppvisning av stöd och det ökade intresset för Indien har orsakat viss oro inom landet.
"Ska Digital India bara göra Indien till en konsument av tjänster som erbjuds av globala teknikföretag i stället för data? Personuppgifter är valutan i den digitala världen. Kommer vi att ge bort det helt enkelt för att bli en gigantisk marknad för en Facebook eller ett Google? Titta på hur teknikvärlden är skev. Endast Kina har kunnat komma med företag som kan ta sig an dessa MNCs" Prabir Purkayasta, ordförande för Society for Knowledge Commons i Indien, berättade BBC.
"Britterna styrde världen eftersom de kontrollerade haven", sade han. "Kommer Indien att vara nöjd med att bara vara en digital konsument? Till att koloniseras igen?"
Och i efterdyningarna av Facebook stadshus i synnerhet, har en del samtal börjat dyka upp om vad Mr Zuckerbergs verkliga Indien ambitioner är.
Strax efter stadshusets slut förklarade både Modi och Zuckerberg sitt stöd för det digitala Indien genom att använda ett speciellt Facebook-filter för att färga sina profilbilder i den indiska flaggans trefärg.
Massor av indianer följde kostym och tidslinjer var full av snuddiga tonade profilbilder, allt till stöd för "Digital India".
Men sedan en tech webbplats släppt vad det påstods vara en del av Facebooks källkod, som påstås "bevisa" att "Stöd Digital Indien" filter var faktiskt ett "Stöd Internet.Org" filter.
Facebook utfärdade snabbt en förnekelse, skyller texten i koden på ett "ingenjörsmisstag" att välja ett korthandsnamn han använde för en del av koden.
Men det "misstag" som har kopplats till en enorm reklamblixt för Internet.Org över TV-kanaler och tidningar har väckt misstankar om Facebooks motiv. En Facebook-undersökning på Internet.Org som ofta visas på indiska användare tidslinjer har också förlöjligats för att inte ge användarna ett alternativ att säga nej.
Istället svarar alternativ på frågan "Vill du att Indien ska ha gratis grundläggande tjänster?" är "Ja" och "Inte nu".
Internet.org (nu kallad gratis basics), syftar till att utöka internettjänster till utvecklingsländerna genom att erbjuda ett urval av appar och webbplatser gratis till konsumenterna.
Facebooks vice ordförande för infrastrukturteknik, Jay Parikh har beskrivit initiativet som ett "försök att ansluta de två tredjedelar av världen som inte har tillgång till Internet" genom att försöka lösa frågor som rör överkomliga priser, infrastruktur och tillgång.
När Facebook lanserade initiativet i Indien i februari kritiserades det av indiska aktivister som uttryckte oro över att projektet hotade yttrandefriheten, integriteten och principen om nätneutralitet.
I andra änden av debatten skrev den indiske kolumnisten Manu Joseph i Hindustan Times-tidningen och slog ut den "själviska" ståndpunkten om nätneutralitet. Han sade att oron över frågan borde vara "underordnad det faktum att de fattiga har rätt till en del Internet".
En massiv kampanj av Indiens Save the Internet Coalition uppmanar indianer att tala ut mot initiativ som hotar nätneutralitet fångade allmänhetens fantasi och såg mer än en miljon e-post till Indiens regulator, Telecom Regulatory Authority of India (TRAI), kräver en fri och rättvis internet i landet. Internet.Organ var ett av de initiativ som omedelbart berördes.
Trai har sedan dess släppt ett förslag till policy om nätneutralitet, men en fråga som har ställts är om det var lämpligt för Modi att besöka Facebook med tanke på att politiken fortfarande var under övervägande.
Purkayasta anser att det kunde ha undvikits. "Det var inte tid eller plats att gå. Även om det bara var en publicitet gimmick, det sänder fortfarande en signal till tjänstemän som deltar i utarbetandet av politiken, "sade han.
Men Sunil Abraham från Centre for Internet and Society berättade för BBC att han trodde att även om Facebooks avsikter var misstänkta, hade Mr Modis besök potential att skydda nätneutralitet i Indien.
"Indien är en enormt viktig marknad för Facebook, och premiärministern har makten att tvinga positiva förändringar i sin politik," sade han. "Vi tjänar ingenting på att stänga dem ute."
En björnkram, ett fotofilter och en ny debatt om nätneutralitet - Ayeshea Perera undersöker den indiska premiärministern Narendra Modis Facebook stadshus i USA.