Nansen ble født på Store Frøen gård i Vestre Aker rett utenfor Christiania (Oslo). Faren hans var sakfører Baldur Fridtjof Nansen. Hans mor Adelaide Johanne Thekla Isidore var datter av major og baron Christian Frederik Vilhelm Wedel-Jarlsberg. Hun var først gift med løytnant Bølling.