1914 veröffentlichte Nordström seine Theorie, die eine zusätzliche Raumdimension enthielt und damit gleichzeitig Gravitation und Elektromagnetismus beschreiben konnte, die erste Theorie mit einer zusätzlichen Dimension; solche Theorien sind heutzutage bekannt als Kaluza-Klein-Theorien.
Während seiner Zeit in Leiden löste Nordström die Feldgleichungen für den sphärisch-symmetrisch geladenen Körper und erweiterte damit das Resultat von Hans Reissner für eine Punktladung. Die Metrik für nichtrotierende Ladungsverteilungen ist heutzutage bekannt als Reissner-Nordström-Metrik.
Nordström starb im Dezember 1923 im Alter von 42 Jahren.