Os investigadores disseram que as crianças, com idades entre seis meses e 14 anos, foram vendidas a casais da Europa, América e Ásia e por preços que variavam entre 12.000 a 23.000 dólares (11.390 e 21.830 euros).
Todas as crianças foram levadas para fora do país.
A polícia de Bengala do Leste prendeu no fim de semana o responsável do centro Bimala Sishu Griha, Chandana Chakraborty, e a sua assistente, Sonlai Mondal, depois de ter recebido informações da agência federal de adoção.
"Nos últimos dois ou três anos, os responsáveis do centro venderam pelo menos 17 crianças", disse um polícia à agência de notícias francesa AFP sob condição de anonimato.
"Vamos tentar entrar em contacto com os casais e esperamos mais detenções nos próximos dias", referiu a mesma fonte.
Um casal francês teria pagado 1,5 milhões de rupias (23.000 dólares/21.830 euros) por uma criança em 2015, de acordo com a mesma fonte.
Os investigadores disseram que estavam a monitorar a instituição desde junho, quando as autoridades encontraram discrepâncias nos registos, sendo que todas as crianças de uma das casas da instituição foram realocadas.
A Índia tem cerca de 30 milhões de órfãos, mas as regras que regem as adoções internacionais são estritas e as adoções domésticas são relativamente raras.
Apenas 4.362 crianças foram legalmente adotadas em 2014 e 3.677 em 2015, de acordo com a Autoridade Central de Recursos de Adoção.
Especialistas dizem que os casais que querem adotar na Índia muitas vezes ficam frustrados pelos longos atrasos burocráticos e pelas regras complexas, empurrando-os para o mercado da adoção ilegal.
Há quatro meses, houve um outro caso, com a polícia a deter 18 pessoas devido à venda de bebés recém-nascidos no mesmo estado indiano.