Bei der Unihockey-Weltmeisterschaft 2010 in Finnland erreichte er mit der Nationalmannschaft das Finale gegen den Gastgeber, dieses verloren sie aber mit 6:2. Zwei Jahre später bei der Unihockey-Weltmeisterschaft 2012 erreichte er mit der Nationalmannschaft erneut das Finale, dieses Mal gewann die schwedische Auswahl. Nilsson wurde ins All-Star-Team gewählt, wurde mit 22 Punkten Topscorer und erhielt die MVP-Trophy als bester Spieler. Diese Auszeichnung wurde das erste Mal bei einer Herren-WM vergeben. 2014 konnte er zusammen mit dem schwedischen Nationalteam erneut den Weltmeistertitel holen und wurde zusätzlich ins Allstar-Team gewählt.