W reprezentacji Danii Nielsen zadebiutował 7 września 2002 roku w zremisowanym 2:2 meczu eliminacji Mistrzostw Europy 2004 z Norwegią. W latach 2002–2006 w drużynie narodowej rozegrał w sumie 10 spotkań. Wcześniej występował też w kadrach Danii U-19 oraz U-21.