Mit Erreichen der Weltmeisterschaft 1990 konnte sich die schwedische Nationalmannschaft erstmals seit der Weltmeisterschaft 1978 wieder für ein internationales Turnier qualifizieren und Nilsson gehörte bei dem Turnier zum schwedischen Kader. Allerdings schied die Mannschaft nach drei 1:2-Niederlagen als Gruppenletzter in der Vorrunde aus, Nilsson spielte alle drei Partien. Auch bei der Europameisterschaft 92 im eigenen Land gehörte der Verteidiger zum Stammpersonal und schaffte den Einzug ins Halbfinale, wo sich Deutschland mit 3:2 durchsetzen konnte.