Weitere Erfolge gelangen Nilsson auch bei Weltmeisterschaften. 1997 belegte er in Dartmouth mit Henrik Andersson im Zweier-Kajak über 200 Meter ebenso den dritten Platz wie mit dem Vierer-Kajak über 500 Meter. 2001 folgte in Posen der Gewinn einer weiteren Bronzemedaille im Zweier-Kajak, diesmal mit Markus Oscarsson über 500 Meter. 2002 in Sevilla und 2003 in Gainesville wurden sie auf der 1000-Meter-Distanz Weltmeister und belegten auf dieser 2011 in Szeged den zweiten Platz. Ebenfalls in Szeged, aber bereits 2002, wurden Nilsson und Oscarsson Europameister im Zweier-Kajak über 1000 Meter, während sie sich über 500 Meter die Bronzemedaille sicherten.