Bereits im Januar 1942 wurde Nansen inhaftiert, zunächst im norwegischen Lager Grini, später im deutschen KZ Sachsenhausen. Obwohl das Schreiben von Tagebüchern im Lager offiziell verboten war, konnte er die Geschehnisse ausführlich niederschreiben und 1946 mit großem Erfolg veröffentlichen. Darin berichtete er beispielsweise von dem 10-jährigen Mithäftling „Tommy“ Buergenthal, den Nansen schweren Herzens in Sachsenhausen hatte zurücklassen müssen, als er im April 1945 durch die Rettungsaktion der Weißen Busse nach Schweden evakuiert wurde. Als 1948 der Kontakt wiederhergestellt werden konnte, sammelten norwegische Schüler Süßigkeiten und Lebensmittel für den gleichaltrigen Holocaust-Überlebenden.[1]
1946 gehörte Odd Nansen zu den Begründern des Kinderhilfswerks der Vereinten Nationen UNICEF.