Nilsson osallistui talviolympialaisiin Innsbruckissa 1964, missä Ruotsi sai hopeaa, Cortina d’Ampezzossa 1956 ja Squaw Valleyssa 1960. MM-kilpailuista Nilsson voitti lukuisia mitaleja, muun muassa kaksi maailmanmestaruutta. Vuonna 1966 hän sai Guldpucken-palkinnon. Nilsson valittiin International Ice Hockey Federation Hall of Fameen vuonna 2002.