W reprezentacji Danii Nielsen zadebiutował 14 lutego 1990 roku w zremisowanym 0:0 pojedynku z Egiptem. W 1995 roku pokonując w finale 2:0 Argentynę razem z zespołem zwyciężył w Pucharze Konfederacji. W 1996 roku został powołany przez Richarda Møllera Nielsena do drużyny narodowej na mistrzostwa Europy. Duńczycy zajęli na nich trzecie miejsce w swojej grupie i odpadli z turnieju. W 2002 roku Brian Stenn znalazł się w kadrze Bo Johanssona na kolejne mistrzostwa Europy. Na boiskach Belgii i Holandii Dania przegrała wszystkie spotkania i zajęła ostatnie miejsce w fazie grupowej. Nielsen na imprezie tej pełnił rolę rezerwowego i zagrał tylko w meczu przeciwko Holandii, w którym w 67 minucie zmienił Thomasa Gravesena. Ostatnim wielkim turniejem w karierze wychowanka Vejle BK były Mistrzostwa Świata 2002. Reprezentacja Danii pewnie przebrnęła przez rundę grupową, którą niespodziewanie zakończyła na pierwszej pozycji. W 1/8 finału „Gang Olsena” nie sprostał jednak Anglikom, którzy zwyciężyli 3:0. Na mundialu tym Brian Steen również pełnił rolę rezerwowego. Na boisku pojawił się tylko w wygranym 2:0 spotkaniu z Francją zmieniając w 79 minucie Stiga Tøftinga. W barwach drużyny narodowej rozegrał 66 meczów, w których zdobył trzy bramki.