Im Sommer 2015 nahm der 1,92 Meter große Rückraumspieler mit der schwedischen Juniorennationalmannschaft an der U-21-Weltmeisterschaft in Brasilien teil. Nilsson, der bisher 73 Länderspiele für die Schwedische Nationalmannschaft bestritt, wurde vom schwedischen Nationaltrainer-Gespann Ola Lindgren und Staffan Olsson in den Kader für die Europameisterschaft 2016 in Polen berufen. Weiterhin nahm er an den Olympischen Spielen 2016 in Rio de Janeiro teil.