Райан дебютировал в составе сборной Новой Зеландии 19 июня 1999 года в матче с командой Польши. Далее принимал участие в двух Кубках конфедераций (1999, 2003). В 2008 году был отправлен на Олимпийские игры в качестве одного из трёх игроков, чей возраст превышал 23 года. Проведя два стартовых матча с капитанской повязкой против Китая и Бразилии, Нелсен был отозван «Блэкберном» с турнира для участия в играх чемпионата Англии. Кубок конфедераций 2009 года Райан Нелсен пропустил из-за потянутой икроножной мышцы.