Хотя Нансен, находясь в Лондоне, и имел возможность заниматься научной работой, дипломатическая деятельность все же сильно тяготила его. Это видно из записи в его дневнике, сделанной 20 февраля 1907 года: "Я только и мечтаю о том, как бы скинуть с себя эти цепи. Я стосковался по лесу и моим вольным горам. Приручить меня нельзя!". Поэтому, как только это стало возможно, Нансен покинул Лондон и снова занял должность профессора в Христианийском университете.
Работая в области океанографии, Нансен постоянно наталкивался на ряд вопросов, которые экспедиции на "Фраме" не удалось разрешить вследствие несовершенства методов наблюдений в то время. Задуманная Амундсеном экспедиция в Полярный бассейн на дрейфующем судне, обставленная по последнему слову науки, могла бы, несомненно, многое выяснить, но, как известно, Амундсен решил сперва отправиться к Южному полюсу, отложив дрейф на неопределенное будущее. Это побудило Нансена произвести хотя бы часть интересовавших его наблюдений на собственной небольшой яхте "Veslemоy" (32 регистровых тонны брутто). Забираться на этом суденышке в те широты, где некогда дрейфовал "Фрам", нечего было и думать, но Нансен надеялся, что ему все же удастся дойти ди больших глубин к северу от Шпицбергена.
Плавание к Шпицбергену Нансен предпринял летом 1912 года вместе со своим сыном Коре. Ледовые условия были в ту навигацию крайне неблагоприятными, но тем не менее Нансену удалось выполнить в водах Шпицбергена океанографические наблюдения большой ценности. Результаты этих исследований Нансен опубликовал в работе "Spitsbergens waters" ("Videnskabs-selskabets Skrifter", 1915), общему же описанию плавания на "Veslemоy" он посвятил отдельную книгу "Шпицберген", богато иллюстрированную самим автором. В этой книге Нансен сочетает в себе ученого и художника. Следует отметить, что, помимо гидрологии, Нансен в этой книге очень обстоятельно разбирает вопросы геоморфологии Шпицбергена - как ученый он был удивительно разносторонним.
Перевод книги Нансена "Шпицберген" составляет 4-й том Собр. соч. (Л., 1938).
Позже Нансен посвятил вопросам строения земной коры две специальные работы ("The strandflat and isostasy", 1920; "The earth's crust, its surface form, and isostatic adjustment", 1928).
После возвращения из шпицбергенской экспедиции Нансен получил приглашение от одного английского акционерного общества, ставившего себе целью эксплуатацию естественных ресурсов Сибири, совершить плавание на грузовом пароходе из Норвегии в устье Енисея, подняться по этой реке и проехать дальше по железной дороге до Владивостока. Нансен охотно принял это предложение, так как всегда интересовался Северным морским путем. Плавание состоялось в 1913 году на пароходе "Correct". Вместе с путевыми впечатлениями во время поездки по Сибири оно описано Нансеном в книге "Через Сибирь" ("В страну будущего"). В этой книге Нансен останавливается на мероприятиях, которые, по его мнению, должны обеспечить регулярность и безопасность грузовых рейсов через Карское море к устью Енисея. Интересно отметить, что все эти мероприятия, притом в значительно большем масштабе, были проведены в жизнь при советской власти, когда морской путь к устьям западносибирских рек был окончательно освоен. В частности, Нансен придавал очень большое значение ледовым прогнозам, и на этом вопросе он останавливается как в своей книге о Шпицбергене, так и в описании плавания на "Correct". Высказанные им в этом направлении идеи были впоследствии развиты и дополнены советскими учеными.
На обратном пути из Владивостока в Норвегию Нансен посетил Петербург, где прочел лекцию в Географическом обществе и консультировал по вопросу об оказании помощи экспедиции Г.Я. Седова.
Империалистическая война и последовавшие за ней тяжелые годы оторвали Нансена от его научной работы. Почти все свои силы он отдает в это время служению своей стране и страждущему человечеству.
В 1917 году, когда Соединенные Штаты Америки отказались от нейтралитета, они установили эмбарго для нейтральных стран. Во время войны Норвегия получала 99% необходимого ей импортного зерна из Северной Америки. Таким образом, вместе с отказом Соединенных Штатов экспортировать в Норвегию зерно над последней появился призрак голода.
Для урегулирования вопросов по внешней торговле в Норвегии была образована специальная комиссия, которая во главе с Нансеном выехала в 1917 году в Вашингтон. Переговоры в сложной политической обстановке того времени длились почти девять месяцев. Вначале Соединенные Штаты соглашались вывозить в Норвегию зерно и другие продукты питания только при условии, если Норвегия не будет экспортировать в Германию рыбу. Благодаря настойчивости Нансена, его высокому авторитету и несомненным дипломатическим способностям вопрос в конце концов был разрешен в благоприятном для Норвегии смысле.
Весной 1920 года была учреждена Лига наций, в которую Норвегия в качестве своего представителя делегировала Нансена. Одной из первых задач, ставших перед Лигой, было возвращение военнопленных, сотни тысяч которых томились в то время на чужбине. Организация этого дела была предложена Нансену, который после некоторых колебаний дал свое согласие. В 1920 году Нансен посетил Москву, где вел с Советским правительством переговоры об обмене военнопленными. В результате этих переговоров было выработано соглашение, по которому каждую неделю к западной границе Союза должно было приходить не менее двух поездов с военнопленными из СССР, обменивавшихся здесь на военнопленных, возвращавшихся в СССР.
Благодаря неустанным хлопотам Нансена были, кроме того, возвращены на родину военнопленные, находившиеся в Греции и Болгарии. Всего в течение 18 месяцев было доставлено на родину 437 000 человек. Репатриация военнопленных стоила около 400 000 фунтов стерлингов. То, что эта сумма была предоставлена правительствами разных стран, является также заслугой Нансена.
В 1921 году, вследствие страшной засухи, на Волге был полный неурожай. Голод был неизбежен. В печати зарубежных стран Максим Горький писал о надвигавшемся бедствии и призывал лучшие слои человечества к оказанию помощи. Одним из первых, кто откликнулся на голос Максима Горького, был Нансен. Он выступил с предложением образовать "на чисто гуманитарных основах" комиссию, которая немедленно бы взялась за организацию помощи голодающим на Волге.
Консервативная и в особенности белоэмигрантская печать начала поход против Нансена. Слыханное ли дело, помогать большевикам! Да они разграбят первый же поезд с продовольствием! Нансен с негодованием разоблачил клевету белой прессы. Он указывал на то, что по личному опыту во время репатриации военнопленных хорошо знаком с условиями в Советской стране. "Я знаю, - писал он, - что в лагеря военнопленных в Сибири было послано одежды и продовольствия для 600 000 человек, и все, до последней нитки, дошло в целости. Я знаю, что все свои обязательства по договору об обмене военнопленными советское правительство выполнило полностью".
Широкое общественное мнение в Европе поддерживало Нансена, и клевета белоэмигрантов успеха не имела. Было постановлено образовать предложенную Нансеном комиссию, возглавить которую просили самого Нансена. Когда Нансену предложили взять на себя организацию репатриации военнопленных, ему было обещано, что немедленно по окончании этого дела он получит возможность вернуться к научной работе. Но вот не прошло и года, как на него возлагают новое дело, еще более тяжелое и сложное.
Как раз в это время Нансен был занят планом экспедиции в Центральную Азию. "Принять предложение - равносильно тому, что я должен отказаться от научной работы, от всего того, ради чего живу", - заявил Нансен. Но не принять этого предложения он не мог. "Нансен был вне себя", - вспоминает его близкий друг Э. Вереншельд. Это было 12 августа 1921 года, а 17 августа Нансен уже находился на пути в Ригу, где должен был вести предварительные переговоры с М. М. Литвиновым, полномочным представителем Советского Союза.
Пробыв в Риге два дня, Нансен выехал в Москву, где обсуждал вопросы оказания помощи голодающим с Чичериным и Красиным. Было выяснено, что для ликвидации голода необходимо 4 миллиона тонн зерна, иными словами 8000 поездов по 50 вагонов. Советский Союз мог предоставить только половину этого количества. В Москве Чичерин и Нансен подписали договор о создании Международного комитета по оказанию помощи голодающим, во главе которого должны были стоять представитель Советского Союза и Нансен. Немедленно по подписании договора Нансен выехал за границу, чтобы испросить через Лигу наций от правительств различных стран кредит в 250 миллионов франков, которые были необходимы для закупки хлеба.
9 сентября Нансен выступил в Лиге наций. Свою горячую речь он закончил словами: "Я уверен, что каждый, кто осознает положение, скажет: Европа не может оставаться в стороне, она должна спасти эти жизни, и спасти немедленно". На призыв Нансена Лига наций не дала ясного ответа и ограничилась созданием комиссии для изучения предложения Нансена. Через четырнадцать дней последовал ответ: "Комиссия не может согласиться с доктором Нансеном". Правительства отказали. Глубоко возмущенный, Нансен опять берет слово в Лиге наций:
"Моим намерением не было обращаться к частной благотворительности. Я поставил вопрос перед правительствами. Они остались глухи. В этот самый момент 20-30 миллионам людей угрожает голодная смерть. Если через два месяца не придет помощь, участь их решена. Но правительства отказали в кредитах. Я не верю в то, что это правильно. Я не верю в то, что это мудро. Я могу сказать только одно - это роковая ошибка.