Kay Werner Nielsen war einer der dominierenden Profi-Bahnradsportler Dänemarks im Ausdauerbereich von den 1940er bis in die 1960er Jahre hinein. Er errang 13 nationale Titel in der Einerverfolgung der Profis. Bei den UCI-Bahn-Weltmeisterschaften 1951 in Mailand wurde er in dieser Disziplin Dritter, zwei Jahre später, bei der Bahn-WM in Zürich Vizeweltmeister. 1956 in Ordrup wurde er vor heimischem Publikum nochmals Dritter.