Nilsson kuului ikäkausimaajoukkueiden vakionimiin ja pelasi alle 20-vuotiaiden MM-kilpailuissa vuosina 2003, 2004 ja 2005 sekä alle 18-vuotiaiden MM-kilpailuissa vuosina 2001 ja 2002. Nilsson pelasi aikuisten MM-kilpailuissa vuosina 2008 ja 2011, joista jälkimmäisessä turnauksessa Ruotsi voitti hopeaa. Hän antoi turnauksessa kuusi maalisyöttöä.