Participó en la Eurocopa de Portugal de 2004. Suecia quedó eliminada en cuartos de final, cuando empató a cero contra los Países Bajos, pero cayó derrotada en los penaltis. Mikael Nilsson fue un jugador clave de su selección en el torneo, ya que disputó todos los encuentros como titular. También fue convocado para participar en la Eurocopa de Austria y Suiza de 2008. Jugó como titular los tres partidos que su selección disputó en ese campeonato.