Högre polistjänstemän i Sangli-distriktet sa att resterna var "begravda med avsikt att göra sig av med dem".
Polisen berättade för BBC att de hittade fostret medan de undersökte en kvinnas död som hade genomgått en olaglig abort.
Aktivister säger att incidenten ännu en gång bevisar att kvinnligt fostermord är rasande i Indien trots kampanjer för att öka medvetenheten.
Polisen sade att kvinnan hade dött i en "bottnad abort", och de letade efter fostret nära ett lokalt sjukhus när de gjorde den griniga upptäckten.
"Det verkar vara ett missfall. Vi har arresterat maken till kvinnan, och har startat en manjakt för den läkare som har försvunnit, "Dattatray Shinde, överintendent av polisen, berättade BBC.
Liknande fall har visat sig i det förflutna.
Åtta kvinnliga foster hittades 2012 i en plastpåse nära en sjö i Indore stad i den centrala indiska staten Madhya Pradesh.
I juni 2009 hittades 15 kvinnliga foster i avlopp i Maharashtras Beed-distrikt.
Dr Ganesh Rakh, som kampanjer för att rädda det kvinnliga barnet och dök upp i BBC: s Obekanta indianer serien, sade det nyligen fallet bevisar att olaglig könsbestämning och abort fortfarande praktiserades i Indien.
"Det här är fasansfullt. Kvinnlig fosterdöd sker i samma omfattning som ett folkmord i Indien. Detta fall bevisar att människor fortfarande föredrar pojkar och flickor är fortfarande oönskade," sade han.
"Jag tror att aborter skedde i stor skala i Sangli. När läkaren är arresterad är jag rädd att vi kommer att hitta fler aborterade kvinnliga foster."
Sexselektiva abort- och könsbestämningstester är olagliga i Indien, där det finns en utbredd social preferens för pojkar.
Polisen i delstaten Maharashtra har hittat 19 aborterade kvinnliga foster nära ett sjukhus.