I de år var der skrap konkurrence blandt de kvindelige danske svømmere, og ved OL i London i 1948 deltog Nathansen sammen med blandt andre Harup og Andersen. Fritze Nathansen vandt som den eneste af de tre sit indledende heat i 100 m fri i tiden 1.06,5, mens hun i semifinalen blev besejret af Andersen, der satte olympisk rekord. Nathansens tid var 1.07,5, mens hun i finalen 1.09,1, hvilket gav hende ottende- og sidstepladsen, mens Andersen vandt.<ref>{{kilde | url = https://www.olympedia.org/results/5197 | titel = 100 metres Freestyle, Women | udgiver = olympedia.org | hentet = {{dato|21-2-2023}} }}</ref> I 400 m fri blev hun nummer tre i det indledende heat i tiden 5.29,4, mens hun i semifinalen med tiden 5.29,5 igen opnåede en tredjeplads og finalekvalifikation. I finalen svømmede hun i tiden 5.29,4, hvilket gav en syvendeplads, mens Harup vandt sølv.<ref>{{kilde | url = https://www.olympedia.org/results/5208 | titel = 400 metres Freestyle, Women | udgiver = olympedia.org | hentet = {{dato|21-2-2023}} }}</ref> I 4 × 100 m fri  svømmede Nathansen tredjetur efter [[Eva Arndt-Riise]] og [[Elvi Svendsen]] med Greta Andersen som sidste svømmer, og kvartetten satte olympisk rekord med tiden 4.33,5, en rekord der dog kun holdt til det følgende heat, hvor hollænderne skar mere end to sekunder af den. Tiden var dog rigelig god til at give en finaleplads, hvor Nathansen svømmede sidste tur. Inden hende havde Arndt-Riise, Harup (der var skiftet ind i stedet for Svendsen) og Andersen skabt et forspring på halvanden meter. Imidlertid svømmede amerikanske [[Ann Curtis]] i tiden 1.04,8, hvilket Nathansen ikke kunne følge. Hun svømmede 1.07,3, hvilket betød, at USA vandt med 0,7 sekunds forspring til danskerne, der dermed vandt sølv,<ref>{{cite book | title = Olympiadebogen 1948 | editor = Gunnar Hansen og Vagn Hansen | pages = 40-42 | publisher = Samlerens Forlag | year = 1948 }}</ref> mens Nederland vandt bronze.<ref>{{kilde | url = https://www.olympedia.org/results/5197 | titel = 4 × 100 metres Freestyle Relay, Women | udgiver = olympedia.org | hentet = {{dato|21-2-2023}} }}</ref>
Sport