Beställningen omfattar nästan tre dussin Rafale-stridsflygplan som ska användas på Indiens lokalt tillverkade hangarfartyg, INS Vikrant, sade en högre tjänsteman.
Rafaele tillverkas av Dassault som inte återkommit med en kommentar till Bloomberg.
Modi kom i samband med ett besök till USA förra månaden att teckna ett rad försvarsavtal, inklusive ett projekt med General Electric avseende tillverkning av F414-motorer i stridsflygplan med det indiska statliga bolaget Hindustan Aeronautics.