Счастливое возвращение Нансена и «Фрама» вызвало необыкновенное воодушевление во всей Норвегии. Неудивительно, что, узнав о возвращении Нансена и его невероятных приключениях, Бьёрнстьерне Бьёрнсон воскликнул: «Это вам не бочка с водкой для одурманивания народа!» Успех экспедиции повлек за собой движение за развитие норвежской науки: по всей стране был проведен сбор средств, из которых был создан так называемый «фонд Нансена», предназначенный для поддержки научных исследований и издания научных работ. Экспедиция на «Фраме» не только укрепила авторитет Нансена, возведенного теперь в ранг национального героя Норвегии, но и значительно расширила его славу за рубежом, открыв ему широкий путь для дальнейшей деятельности в качестве дипломата и выполнения многообразных гуманных миссий.
Для Нансена достижение Северного полюса не было главной целью. Прежде всего он был ученым и свою экспедицию организовывал именно ради научных исследований. Богатый материал, полученный в результате экспедиции на «Фраме» и опубликованный в дальнейшем в шести объемистых томах (1900—1906 гг.), позволил составить все основные общегеографические и океанологические характеристики той части Северного Ледовитого океана, где дрейфовал «Фрам». Увлекательное описание своего героического путешествия к Северному полюсу Нансен дал в замечательной книге «„Фрам" в Полярном море,» (1897 г.), проявив себя как прекрасный литератор. Эту книгу он посвятил своей жене, «той, которая дала имя кораблю и имела мужество ждать».
После возвращения из экспедиции на «Фраме» Нансен был назначен профессором зоологии в университете в Христиании. Однако в это время он уже отходит от зоологии и полностью отдается другой научной дисциплине — физической океанографии. Одновременно с обработкой материалов экспедиции и чтением лекций о ней Нансен занимается разработкой новых методов океанографических исследований и налаживанием международного сотрудничества между учеными-океанографами. По предложению Нансена и при самом его деятельном участии в 1899 г. был учрежден в Копенгагене Международный совет по изучению морей, объединивший 14 стран, а в 1902 г. в Христиании была основана Центральная океанографическая лаборатория, которую возглавил сам Нансен. Своей работой над усовершенствованием приборов и методики исследований Нансен оказал большое влияние на последующее развитие океанографии.
Подъем общественно-политической жизни в Норвегии в 1905 г. ознаменовался разрывом шведско-норвежской унии. Нансен, стоявший до того в стороне от политической жизни, был одним из активнейших участников этого процесса. По прямому поручению правительства Нансен зондировал обстановку в Германии и Англии, а лучше Нансена, которому были открыты все двери, никто этого сделать не мог бы. В момент разрыва унии Нансен являлся рупором норвежского правительства на международной арене. В статьях, написанных для различных европейских газет, он разъяснял политику Норвегии. Международная известность и высокий авторитет способствовали широкой популярности и сильному резонансу выступлений Нансена в печати. Влияние Нансена было столь велико, что шведский посланник в Лондоне вынужден был отметить, что «имя Нансена в Англии сильнее, чем вся Швеция».