Für die dänische Nationalmannschaft absolvierte Kent Nielsen von 1983 bis 1992 über 50 Spiele. Bei der Weltmeisterschaft 1986 in Mexiko gehörte er zum Kader des Teams, kam aber zu keinem Einsatz. 1992 gewann er mit den Dänen sensationell die Europameisterschaft, nachdem sein Team für die disqualifizierte jugoslawische Mannschaft als Ersatzteam ohne Vorbereitung nachgerückt war. Dies waren die letzten internationalen Spiele für Kent Nielsen.