Несмотря на все нападки, интриги и противодействие, Нансену удалось организовать сбор средств и наладить доставку продовольствия в голодающие районы России. В проведении работы по оказанию помощи голодающим Нансен проявил всю свою настойчивость и упорство, силу воли и мужество, продемонстрировал одно из своих высших качеств — человечность и человеколюбие.
Нансеновская миссия помощи голодающим, действовавшая на благотворительные средства, работала в Советской России с сентября 1921 г. по август 1923 г. и спасла от голодной смерти 6,4 миллиона детей и 400 тысяч взрослых. В июле 1923 г. по случаю окончания работы Нансеновской миссии Совет Народных Комиссаров принял специальное постановление, в котором выразил глубочайшую благодарность Нансену, подчеркнув при этом, что Нансен организовал «широкую самоотверженную кампанию за оказание помощи голодающим в Советских республиках» и вел «неутомимую борьбу с противниками этой помощи».
Хотя Нансен во взаимоотношениях с Советской Россией выступал не от имени Норвегии, а как самостоятельное лицо, тем не менее можно с уверенностью сказать, что позиция Нансена по отношению к Советской России, его выступления против блокады и интервенции, организация помощи голодающим сыграли свою роль в том, что Норвегия, первой из скандинавских стран, в сентябре 1921 г. заключила государственный договор о торговле с Россией, не только означавший признание Советского правительства де-факто, но и представлявший существенный шаг к полному дипломатическому признанию, который Норвегия предприняла в феврале 1924 г., опять-таки первой из стран Скандинавии.
В декабре 1922 г. Нансену была присуждена Нобелевская премия мира в размере 122 тысячи крон. От датского издателя Хр. Эриксена он получил такую же сумму. Все эти деньги Нансен направил на цели помощи, причем часть Нобелевской премии он израсходовал на создание в июле 1923 г. в Советской России двух показательных сельскохозяйственных станций. В 1927 г. Советское правительство на базе этих станций создало два крупных совхоза, один из которых — на Днепре — получил имя Нансена.
В период кампании по оказанию помощи голодающим Нансен совершил много поездок по Советской России, в ходе которых знакомился с жизнью молодого Советского государства. Под впечатлением этих поездок он написал книгу «Россия и мир» (1923 г.), в которой признает за русским народом большую будущность и считает этот народ призванным выполнить великую миссию, принести «Европе не только материальное спасение, но и духовное обновление». Нансен оказался куда более дальновидным в своем предсказании, чем автор «России во мгле», английский писатель-фантаст Герберт Уэллс.
В июне 1925 г. Нансен вновь приезжает в Советский Союз, на этот раз в Армению, где по поручению Лиги наций занимается изучением возможностей размещения армянских беженцев, покинувших в свое время из-за жестокой политики геноцида турецкую Армению и проживавших в различных странах мира. Считая Советскую Армению единственной страной, где армянские беженцы смогут обрести свой «национальный дом», Нансен в сотрудничестве с советскими властями разработал план, по которому в течение двух-трех лет предполагалось освоить 33 тысячи десятин целинных земель и поселить на них около 50 тысяч беженцев. Для осуществления этого плана Нансен рассчитывал получить с помощью Лиги наций заем в размере 8 миллионов рублей.
Однако человеколюбивое стремление Нансена помочь многострадальным армянским беженцам обрести свою настоящую родину натолкнулось в Лиге наций на стену холодного равнодушия. План Нансена был похоронен в Лиге наций, и ему снова пришлось прибегнуть к частной благотворительности. До конца своей жизни он не оставлял забот об армянском народе. С помощью собранных средств ему удалось разместить в Советской Армении около 7 тысяч иммигрантов. Свое пребывание в Советском Союзе в 1925 г. Нансен описал в книгах «По Армении» (1927 г.) и «Через Кавказ на Волгу» (1929 г.).
Хотя неудачи Нансена в Лиге наций как с планом помощи голодающим в России, так и с планом помощи армянским беженцам разочаровали его в эффективности этой организации, тем не менее он продолжал верить, что без Лиги наций нет спасения ни для Европы, ни для мира. Эта точка зрения определялась пацифистскими настроениями норвежской буржуазии. Широкая гуманистическая и пацифистская деятельность Нансена в Лиге наций значительно повысила международный авторитет Норвегии, окружив ее ореолом борца за гуманизм и человеческую солидарность.