Selma Lagerlöf fick uppdraget att skriva boken som skulle bli "Nils Holgerssons underbara resa" år 1901 och bakom förslaget låg en skolbokskommitté tillsatt av Svenska allmänna folkskollärarföreningen.

Vid den här tidpunkten fanns starka liberala krafter som ville reformera samhället, den dåtida skolan ansågs vara en del av ett förlegat system som bara befäste rådande hierarkier. Även läromedlen kritiserades. Speciellt kritisk var man till "Läsebok för folkskolan" som av Ellen Key kallades "en nationalolycka". I en artikel kritiserade hon boken för dess brist på pedagogik och fantasi samt bokens oförmåga att fånga barnens intresse eftersom den var skriven på ett språk som tilltalade få unga.

På grund av detta tillsatte Svenska allmänna folkskollärarföreningen sin skolbokskommitté som skulle undersöka möjligheterna att låta skriva en ny läsebok/geografibok som framförallt skulle ha ett högre litterärt och pedagogiskt värde. En av kommitténs medlemmar, en lärare vid namn Alfred Dalin, föreslog Selma Lagerlöf som författare till den nya skolboken. Han ansåg att hennes språk passade i en skolbok och dessutom hade Selma Lagerlöf arbetat som lärarinna, var utbildad vid Högre lärarinneseminariet i Stockholm, vilket gjorde att hon hade de pedagogiska kunskaper som krävdes.

Den nya läseboken skulle lära barnen Sveriges geografi men det var också viktigt att landet presenterades på ett positivt sätt. Boken skulle ha en "folklig svensk stämning alltigenom", åsikter som delades av Selma Lagerlöf och Alfred Dalin. Barnen förväntades växa andligt genom att få intryck av det vackraste som svensk natur och kultur kunde erbjuda. Vid den här tidpunkten emigrerade dessutom mängder av svenskar till USA och man ville hejda utvandringen. Att i skolböcker framställa Sverige så positivt som möjligt var ett sätt.

För övrigt råkade Sverige ut för en nationell kris under de år Selma Lagerlöf författade "Nils Holgerssons underbara resa". Norrmännen sa nej tack till norsk-svenska unionen som upplöstes år 1905. Sverige som nation stod ensam och förvirrad och många författare och artister ansåg att det var deras plikt att återupprätta landets ära och heder. Selma Lagerlöfs "Nils Holgersson" ansågs vara den mest lyckosamma insatsen i den riktningen.

Arbetet med "Nils Holgersson" tog några år att genomföra. Selma Lagerlöf hade tidigare aldrig arbetat under liknande former med krav på att det hon presenterade skulle vara korrekt. Skolbokskommittén gjorde sitt bästa för att hjälpa till och skickade mängder av material om Sverige till Selma Lagerlöf: Geografiböcker, historia, naturkunskap osv. Dessutom hade Selma Lagerlöf egna erfarenheter av de olika svenska landskapen − Uppvuxen i Värmland, bodde ett tag i Skåne, bodde i Dalarna när Nils Holgersson skrevs, hennes bror arbetade i Bohuslän. För att få kunskap om övriga landskap genomförde Selma Lagerlöf två Sverigeresor, söderut 1903 och en norrlandsresa 1904.

Selma Lagerlöfs önskan var att presentera en skildring av Sverige  och de svenska landskapendär djur och växter skulle placeras i de landskap som de hörde hemma i och hon ville skildra Sverige genom "små lokaliserade berättelser" och varje del skulle "vara infogad för att bilda ett led i det stora hela". Hon ville ge en sammanhängande helhet och att resultatet måste bli underhållande, inte bara någon torr och tråkig textsamling.

Selma Lagerlöf upptäckte så småningom att hon inte kunde behandla alla landskap lika. Vissa av dem, som Värmland, Dalsland, Härjedalen och Jämtland, består bara av något enda kapitel medan andra som Dalarna och Skåne sträcker sig sida efter sida. Selma Lagerlöf kunde inte skiva om alla aspekter av ett landskap utan fick i vissa fall nöja sig med det som var representativt, som t.ex. herrgårdarna i Skåne, sjö- och älvsystemen i Värmland och Dalsland osv. "Resan" kom att ta sin början i söder, i Skåne, inte i norr som Selma Lagerlöf först tänkt sig.

Presentationen av materialet var problematiskt men till slut var det Kiplings djurberättelser som räddade situationen och gav Selma Lagerlöf idén att använda flyttfåglarna som ett medel att förflytta sig mellan de olika landskapen. Nils och hans reskamrater vildgässen utgör den röda tråden i berättelsen och skapar helheten i en historia som annars lätt kunnat bli en mängd svenska landskap uppradade efter varandra.

År 1906 publicerades den första delen av Nils Holgerssons underbara resa genom Sverige. Först hade man tänkt publicera hela berättelsen i en volym men på grund av tidsbrist beslöt man att publicera de första kapitlen i en volym år 1906 och resterande kapitel år 1907.

Boken fick ta emot en del kritik då den först kom ut. Främst var man kritiskt till Selma Lagerlöfs faktafel gällande djur och natur samt sagotemat i boken. "Nils Holgersson" var vid den här tidpunkten unik i sitt slag i och med att den använde sagan och fantasin som ett pedagogiskt redskap, vilket inte sågs med blida ögon av vissa; skolböcker skulle inte vara roliga. Nöjesläsning och dagdrömmar i skolbänken skulle inte uppmuntras utan motarbetas. Skolböcker skulle vara klara och rediga, inte fantasifoster om förtrollade pojkar på talande gäss.

För att vara en skolbok finns mängder av sagoelement i Nils Holgerssons underbara resa genom Sverige. De olika landskapen och deras geografi presenteras genom myter och sägner; i kapitlet om Jämtland är det Asator som skapar landskapet då han tävlar med en jätte om vem som är mäktigast. Smålands geografi presenteras genom en sägen om hur landskapet skapades av Sankte Per som tyvärr inte var lika skicklig som Gud Fader utan lyckades bara frambringa ett landskap bestående av klipphällar och sten. Värmland och Dalslands sjö- och flodsystem åskådliggörs genom historien om mannen som gav sina sju söner uppdraget att skapa den vackraste och rakaste plogfåran. Ett pedagogiskt grepp som uppskattades av många läsare. 

Än idag lär sig människor Sveriges geografi genom Nils Holgerssons underbara resa genom Sverige, men knappast svenska skolbarn. Istället har boken slagit igenom i utlandet och blivit Selma Lagerlöfs mest översatta bok

Läs mer om Selma Lagerlöf