Bei den Senioren absolvierte Nylander zwischen 1992 und 2010 insgesamt zehn Weltmeisterschaften, zwei Olympische Winterspiele und den World Cup of Hockey 1996. In den Jahren 1992 und 2006 wurden die Schweden jeweils Weltmeister. Darüber hinaus errang er 1993 und 1997 die Silbermedaille sowie 1999, 2002 und 2010 die Bronzemedaille. Bei der Weltmeisterschaft 1997 wurde Nylander zum besten Stürmer ernannt und ins All-Star-Team des Turniers gewählt; 1993 teilte er sich den Titel des besten Vorlagengebers mit Andrei Chomutow, Shayne Corson, Dave Manson und Paul Kariya.