En 2004, elle connaît l'honneur de sa première sélection en Coupe du monde à Östersund, sa ville natale. C'est lors de la saison 2006-2007, que Nilsson marque ses premiers points, étant du sprint de Ruhpolding puis de l'individuel des Championnats du monde. En 2007-2008, elle fait partie du relais arrivant troisième à Hochfilzen, son premier podium en Coupe du monde. Lors de l'étape suivante à Pokljuka, elle rentre pour la première fois dans le top 10 d'une course individuelle en se classant deux fois sixième (individuel et sprint).