Den taiwanesiska forskaren hittade filer som lämnades kvar av den andra inkräktaren på en försummad Facebook-server.
Den tidigare hackaren använde verktyg för att samla in inloggningsnamn på Facebooks administratörspersonal.
Facebook sa att spåren lämnades av en annan säkerhetsforskare som också sökte kryphål i sina system.
I ett blogginlägg beskrev säkerhetsforskaren Orange Tsai hur han hittade den sårbara servern och hans insikt om att någon annan hade varit där före honom.
Den tidigare inkräktaren hade satt upp manus för att ta inloggningsnamn och andra referenser för Facebook anställda. Vid första anblicken sa han att det såg ut som en "rätt allvarlig säkerhetsincident".
Mr Tsai, som arbetar för säkerhetsföretaget Devcore, rapporterade sina fynd till Facebook så att det kunde härda servern och rensa ut inloggnings-sniffande skript.
Han vann en $ 10,000 (7,000) bugg bounty från Facebook för att hitta den sårbara servern. I ett uttalande på Hacker News webbplats, Facebook sade att det var "verkligen glad" att Mr Tsai rapporterade sina resultat.
"Efter incidenten svar, vi bestämde att den aktivitet Orange upptäckt var i själva verket från en annan forskare som deltar i vårt bounty program," sade det.
Facebook beskrev upptäckten av den sårbara servern som en "dubbel vinst" eftersom det involverade två kompetenta forskare bedöma sina system. Inte heller kunde komma längre än servern för att få full tillgång till webbplatsens interna nätverk, tillade den.
Paul Ducklin, skriver på bloggen av säkerhetsföretaget Sofos, sade att alla som planerar att göra liknande arbete på andra nätföretag bör vara mer försiktig.
"Vi rekommenderar att du inte går så långt som någon hacker i detta fall." skrev han. "Orange tänjde på reglerna lite, den tidigare mystiske hackaren sträckte ut dem mycket."
Att gå för långt kan innebära nya svagheter, varnade Mr Ducklin.
"Man gör inte säkerheten starkare genom att försvaga den", sade han.
En hackare som letar efter sätt att bryta Facebook interna nätverk har upptäckt spår av en annan hackare som kom dit först.