W reprezentacji Danii Nielsen zadebiutował 11 listopada 1970 w przegranym 0:1 meczu eliminacji Mistrzostw Europy 1972 ze Szkocją. 27 października 1976 w wygranym 5:0 pojedynku eliminacji Mistrzostw Świata 1978 z Cyprem strzelił pierwszego gola w kadrze. W latach 1970–1980 w drużynie narodowej rozegrał 26 spotkań i zdobył 6 bramek.