Nilsson esiintyi ensimmäisen kerran Ruotsin naisten maajoukkueessa heinäkuussa 2009. Hän saavutti MM-pronssia 2011 mutta pääsi MM-turnauksessa kentälle vain yhdessä ottelussa viime minuuttien vaihtopelaajana. Vuoden 2015 MM-kilpailuissa hän pelasi Ruotsin kaikissa neljässä ottelussa ja niistä kolmessa avauskokoonpanossa. Vuoden 2012 olympialaisissa Nilsson pelasi kolme ottelua, joista kahdessa täydet minuutit. Vuoden 2009 EM-kilpailuissa hän pääsi kentälle kahdessa ottelussa vaihtopelaajana. Vuoden 2013 EM-kilpailuissa hän pelasi yhden alkulohko-ottelun kokonaan ja pääsi yhdessä vaihtopelaajana kentälle.