1861年，南森出生在挪威的首都奧斯陸附近。他在奧斯陸上完小學、中學，又到大學去學習深造。南森很有天資，學習也很刻苦，各門功課經常名列前茅。但他最感興趣的是海洋，尤其是當時爭論不休的北極之謎，更加吸引了他。
當時，地理大發現時期的海洋探險已過去300多年，但人們對北極仍然了解甚少。科學家們幾百年來一直對北極進行著激烈的爭論。爭論的焦點是：北極到底是陸地還是海洋。到了南森求學的時代，北極冰雪下麵的秘密仍然沒有揭開，西方國家也在不斷地派出探險隊繼續探索北極的秘密。
北極到底是什麼樣子?難道它真的是人類不可逾越的禁區嗎?年輕的南森密切地注視著人們的北極探險活動，認真收集和研究著北極的探險資料。
大學畢業後，南森被派到卑爾根的自然博物館去工作，不久就被任命為副館長。卑爾根瀕臨北海和挪威海，風光秀麗，景色迷人，是挪威傳統的航運商業中心和通商口岸。但剛剛走入生活的南森，並沒有被這舒適的生活環境所陶醉，他充分利用博物館的便利條件，更加深入地研究有關北極的資料，特別是潮汐、波浪以及冰山和海流的走向。在這些研究的基礎上他初步斷定，北極是海洋，而不是陸地。
這個判斷是否正確呢?他還拿不準。隻有親身到北極去，才能證明這一論斷正確與否。南森決心準備條件，在適當的時候，親自率領一支探險隊去北極探險。
南森認識到，到北極探險，首先需要的是爬冰臥雪的堅強毅力和學會在冰海雪原的惡劣條件下生活的本領。為此，他在27歲時毅然辭去了博物館的職務，進行了一次徒步穿越格陵蘭島的長途旅行，以便為未來的北極探險做好精神和身體上的準備。
南森乘船到格陵蘭東岸，然後棄船登陸，同他的夥伴一道，劃雪橇向格陵蘭西部挺進。在一年的時間裏，他們爬冰臥雪，饑餐露宿，忍受著嚴寒酷冷，同嚴酷的大自然展開了頑強的搏鬥，最後終於勝利地抵達格陵蘭西海岸，成為人類史上第一個劃雪橇穿越格陵蘭的勇士。
從格陵蘭回國以後，南森便著手擬定北極探險的計劃。正在這時，一條重要的新聞吸引了他：人們從格陵蘭東海岸邊撈上了一條船的殘骸。經過鑒定，證明該船是5年前在西伯利亞東海岸被浮冰壓碎的美國船“珍妮”號。南森興奮異常，他認為，既然在西伯利亞東海岸遇難的船隻若幹年後可以在格陵蘭的東海岸見到它的碎片，那就是說北極的冰層下麵一定是海洋!而且，在這個海洋中還一定存在著一股海流，從西伯利亞東海岸，穿過北極，流向格陵蘭。隻有具備了這兩個條件，“珍妮”號的殘骸才有可能漂流到格陵蘭。
這條重要的新聞使南森更加確信自己的判斷是正確的：北極是海洋，不是陸地!更加堅定了他到北極探險的雄心壯誌。
當時，破冰船還沒有問世，如何設計一條適宜在冰海世界中航行的極地探險船，成了一個關鍵問題。為此，南森苦心鑽研，反複琢磨，終於設計並造出了一條特殊的北極考察船。這條船長38米，雙尾，三桅縱帆，船體沒有龍骨，船底呈半圓形，船殼內層用木頭，外層用鐵皮加固，厚122米。船的乘員為12名，可裝載供12人生活5年的煤、水和食品。
南森為什麼要把船設計成這種奇形怪狀呢?他認為，隻有這樣的船才能適合極地航行。因為，船底呈半圓形，船一旦被浮冰包圍，就會被冰擠到冰麵上來，而不至被冰壓猝沉沒。後來的實踐證明，南森韻想法是科學的，南森給這條船命名為“前進”號。