Фритьоф Нансен родился 10 октября 1861 года в буржуазной семье. Отец его, Балдур Нансен, был юристом и занимал должность секретаря суда. Мать, Аделаида Нансен, была аристократического происхождения. Типичные черты своего характера Фритьоф Нансен унаследовал скорее от матери, чем от отца. Это была женщина очень решительная, с чисто мужской волей, умная и энергичная. Несмотря на свое происхождение, она была чужда предрассудков и не признавала условностей, культивировавшихся ее классом. Очень увлекаясь спортом, Аделаида Нансен особенно любила лыжи – к ужасу всех добропорядочных соседей, считавших, что увлечение лыжами для женщины ее круга занятие неприличное. Но свою любовь к спорту она привила сыну.

С юности был превосходным лыжником, неоднократно выигрывал чемпионаты Норвегии. После окончания гимназии серьёзно выбирал между живописью и наукой, и в результате поступил в университет на отделение зоологии. Уже в 20 лет он принял участие в четырёхмесячном плавании по Северному Ледовитому океану: в 1882 году – отправился на судне тюленепромышленной компании «Викинг» в плавание среди льдов (в качестве биологической практики). Именно это путешествие и имело решающее значение для направления всей его последующей деятельности. По возвращении из плавания, он отдался научным занятиям.

В 1886 году удостоен большой золотой медали Королевской академии наук за свои исследования по строению клеточного аппарата нервной ткани. Докторскую степень получил за несколько месяцев до отправления в Гренландию.

Нансен поставил перед собой в высшей степени крупную и трудную задачу – переход через всё ледяное плато Гренландии от её восточного берега до западного. Весь труд по снаряжению экспедиции он взял на себя, скудное финансирование предоставил спонсор из Дании.

Экспедиция отправилась в путь 5 мая 1888 года. Нансен вместе с пятью товарищами через Шотландию и Исландию добрался до восточного побережья Гренландии и 17 июля произошла высадка на плавучие льды, в 20 км от побережья. Ценой невероятных усилий группа на лодках прошла сквозь плавучие льды и достигла побережья 17 августа.

Дальнейшее продвижение осуществлялось на лыжах через неизвестную территорию, тягловой силой служили сами люди. Морозы достигали -40° C, шерстяная одежда плохо защищала от холодов, а в рационе почти не оказалось жиров. 3 октября 1888 года экспедиция достигла западного побережья, совершив первый переход через льды Гренландии на дистанцию около 660 км. Во время всего путешествия Нансен и его спутники вели метеорологические наблюдения и собирали научные материалы.

Путешественники вернулись в Норвегию в 1889 году и были чествуемы всей нацией. Нансен был назначен куратором по зоологии университета Кристиании. В 1897 году получил должность профессора без обязательства чтения лекций.

В 1890 и 1891 годах вышли в свет книги, описывающие Гренландскую экспедицию: «На лыжах через Гренландию» и «Жизнь эскимосов».

Обработав полученные результаты, Нансен приступил к подготовке к еще более смелой и грандиозной экспедиции – в область Северного полюса.

Прежние наблюдения убедили его в существовании сильного восточно-западного течения, которое должно было направляться от Сибири к Северному полюсу и далее к Гренландии.

Решив проверить свою теорию, Нансен разработал проект судна («Фрам»), достаточно прочного для того, чтобы выдержать ледовое сжатие. План заключался в плавании этого судна по Северо-восточному проходу к Новосибирским островам, где оно должно было вмерзнуть во льды. Команда должна была остаться на борту судна, пока оно дрейфовало бы вместе со льдами к Северному полюсу и проливам между Шпицбергеном и Гренландией.

Экспедиция отправилась из Христиании 24 июня 1893 года, имея запас провизии на пять лет и топлива на шесть месяцев полного хода. На участие в экспедиции претендовало более 600 человек, в конечном итоге команда включала 13 человек.

«Фрам» проследовал вдоль северного побережья Сибири. Не доходя до Новосибирских островов около 100 миль, Нансен изменил курс на более северный. К 22 сентября, достигнув 79° с. ш., «Фрам» прочно вмерз в паковый лед. Нансен и его команда приготовились к дрейфу на запад, к Гренландии.

Дрейф «Фрама» прошел не так близко к полюсу, как надеялся Нансен. Он решил предпринять попытку броска к полюсу, взяв с собой одного из самых сильных и выносливых участников экспедиции, Ялмара Йохансена. 14 марта 1895 года Нансен в сопровождении Йохансена покинул корабль.

Их попытка не увенчалась успехом. Условия оказались сложнее, чем предполагалось – им часто преграждали путь ледовые торосы или участки открытой воды, что создавало препятствия. Они решили повернуть назад, и отправились к Земле Франца-Иосифа. Нансен и Йохансен не достигли полюса, но они подошли к нему ближе, чем все предыдущие путешественники.

Через три месяца Нансену и Йохансену удалось добраться до Земли Франца-Иосифа, где они зазимовали в выстроенной ими из шкур моржей и камней землянке (28 сентября 1895 – 19 мая 1896 гг.). Эта зимовка Нансена, во время которой он вел жизнь настоящего Робинзона, является ярким примером того, как мужество и умение приспособляться к суровым условиям Арктики позволяют человеку выйти победителем даже в исключительно тяжелых обстоятельствах.

Летом 1896 года Нансен неожиданно встретился на Земле Франца-Иосифа с английской экспедицией Джексона, на судне которой «Windward» он и вернулся 13 августа в Вардё, пробыв в Арктике три года. Ровно через неделю в Норвегию вернулся и «Фрам», блестяще закончивший свой исторический дрейф. Теория Нансена подтвердилась – судно следовало по течению, о существовании которого он предполагал. Кроме того, экспедиция собрала ценные данные о течениях, ветрах и температурах и уверенно доказала, что с евроазиатской стороны в приполярном районе не суша, а глубокий, покрытый льдом, океан. Особое значение путешествие «Фрама» имело для молодой науки океанологии. Для Нансена это ознаменовало существенный поворот в его деятельности. Океанография стала основным предметом его исследований.