Aktywność na świeżym powietrzu przyczyniła się do rozwoju jego pasji do nauk przyrodniczych i zapału do działalności odkrywcy.
Studia zoologiczne thumb|Nansen (z lewej strony) z kapitanem Axelem Kreftingiem, siedzący na zabitym niedźwiedziu polarnym, wyprawa na SS Viking (1882) Po ukończeniu szkoły w Kristianii w 1880 roku podjął studia w zakresie zoologii na tamtejszym uniwersytecie. Robert Collett (1842–1913) zachęcił go do badań fok arktycznych w terenie i w 1882 roku Nansen odbył 4-miesięczny rejs na statku do połowu fok SS Viking, zbierając okazy fauny morskiej w Arktyce. Podczas tej wyprawy po raz pierwszy ujrzał Grenlandię.
Po powrocie, z inspiracji Colletta, z powodzeniem aplikował na stanowisko kuratora w dziale zoologicznym Muzeum Uniwersyteckiego w Bergen, które piastował do 1897 roku. Muzeum poza działalnością popularyzatorską, funkcjonowało jako instytut badawczy, a wśród jego prominentnych naukowców był m.in. Gerhard Armauer Hansen (1841–1912), odkrywca prątka trądu – Mycobacterium leprae. Muzeum kierowane przez Daniela Corneliusa Danielssena (1815–1894) było wówczas wiodącą placówką naukową na polu biologii na terenie Norwegii. Za sprawą młodego niemieckiego zoologa Willy’ego Kükenthala (1861–1922), który przybył do Bergen w 1883 roku, Nansen zainteresował się badaniami nad układem nerwowym bezkręgowców.