План Нансена заключался в том, чтобы построить специальное судно, которое благодаря своей форме смогло бы пересечь Северный Ледовитый океан вместе с дрейфующим льдом. Более того: Нансен был уверен, что с помощью льда можно достичь и главной цели многих исследователей Арктики — Северного полюса. Для этого надо было пройти Северо-Восточным проходом вдоль берегов Сибири, в Карском море дать кораблю вмёрзнуть в ледяное поле и дрейфовать на нём вместе со льдами к Северному полюсу. Если же льды не пройдут через самый полюс, то корабль можно покинуть и дойти до полюса пешком, а потом вернуться по льду на Шпицберген…

«Прекрасно разработанный план самоубийства!» — таков был вердикт ведущих авторитетов той поры. В те времена считалось, что в полярном плавании судно должно держаться близ берега. Никто не верил, что можно построить корабль, который будет в состоянии выдержать давление арктических льдов. Кроме того, океанографы сомневались в существовании полярного течения, в которое верил Нансен. Но у норвежца были собственные аргументы.

Нансену удалось найти средства для снаряжения экспедиции. Талантливый конструктор-кораблестроитель Колин Архер помог ему построить «Фрам» — судно, отлично приспособленное для плавания во льдах. Нансен тщательно подготовил оборудование экспедиции и заранее составил расписание научных работ, а от спутников Нансена потребовались не только физическая сила и выносливость, но и знания.

Экспедиция отправилась в путь в июне 1893 года. Нансен обогнул мыс Челюскин, продвинулся на восток и 22 сентября 1893 года у 78°50′ с. ш. и 133°37′ в. д. завёл «Фрам» во льды. Корабль вмёрз в ледовое поле. Оказалось, что он прекрасно выдерживает давление льдов: когда оно усиливалось, «Фрам» вытеснялся наверх, а когда ослабевало, садился своим плоским килем на воду.

Со страшным грохотом, похожим на артиллерийскую канонаду, льдины стискивали корпус судна. Судно поднималось и вновь опускалось, иногда меняя своё положение несколько раз за сутки. Наконец, льды сомкнулись под кораблём, и вмёрзший в ледовое поле «Фрам» спокойно двинулся на север, повинуясь ветрам и течениям.

Дрейф продолжался полтора года. Нансен был уверен в том, что судно в безопасности. Но вместе с тем было ясно, что экспедиции не удастся пройти через полюс. 14 марта 1895 года корабль находился у широты 84°, Нансен решает идти на штурм полюса…

Попрощавшись с «Фрамом», они вдвоём с моряком Иогансеном на двух собачьих упряжках уходят на север. Это было первое путешествие по бескрайнему ледяному полю, медленно дрейфующему по водам Северного Ледовитого океана.

Нансен не надеялся найти обратный путь к «Фраму». Он твёрдо решил возвращаться через Шпицберген. Путь по льду был очень тяжёлым. К 8 апреля Нансен и Иогансен достигли широты 86°14′. Это была самая северная точка, к тому времени достигнутая человеком. Настал момент, когда они были вынуждены повернуть назад и взять курс на землю Франца Иосифа.

Припасы путешественников быстро таяли. Пищу приходилось добывать охотой на тюленей и белых медведей. Был период, когда ни одно животное не попадалось на пути, и тогда путешественники оставались голодными. На нартах они везли с собой эскимосские каяки. Достигнув открытой воды, путешественники связали каяки вместе и пересели в них, а нарты пустили плыть за бортом.

В пути на исследователей напало стадо моржей, и они едва не погибли. В другой раз при переправе через разводья к Иогансену подобрался белый медведь и сшиб его с ног. Нансен вовремя успел выхватить ружьё и, убив зверя, спас своего товарища. А однажды при переправе через полынью верёвки, связывавшие лодки, порвались и каяки стало ветром относить в разные стороны. Нансен прыгнул в ледяную воду, поймал конец и притянул лодки друг к другу.

После множества злоключений путешественники достигли группы неизвестных им островов. Здесь, в заброшенном зимовье — хижине, наполовину вырытой в земле, наполовину сложенной из камня, — они провели всю зиму, питаясь медвежьим мясом. Весной путешественники прошли на юг и встретились с экспедицией Фредерика Джексона. Нансена и его спутника едва можно было узнать: оба обросли бородами, одежда износилась и покрылась слоем грязи и жира, лица обветрились…

На судне Джексона путешественники в августе прибыли в Норвегию, где узнали, что «Фрам» тоже благополучно достиг родных берегов! Оказалось, что после ухода Нансена «Фрам» продолжал дрейфовать на северо-запад и достиг широты 85°57′. Дальше ледовое поле повернуло на юго-запад, как и предсказывал Нансен, и к северу от Шпицбергена корабль благополучно освободился из ледового плена.