V A-mužstvu Belgie debutoval 26. března 1988 v utkání proti Maďarsku (výhra 3:0), kde odehrál jeden poločas. Svůj první gól vstřelil až ve 24. zápase 3. června 1994 proti Zambii (výhra Belgie 9:0). Zúčastnil se Mistrovství světa 1994 v USA, Mistrovství světa 1998 ve Francii a Eura 2000, které se konalo právě v Belgii a také v Nizozemsku. Nilis odehrál za A-tým Belgie celkem 56 zápasů, v nichž vstřelil 10 gólů.