Han var arkitekt i Aker og Kristiania fra 1876, og tegnet samme år sin fars villa i Hasselbakken. Faren eide flere tomter på Fagerborg i Oslo. Nils Bay tegnet en rekke villaer kledd i tegl, på Fagerborg, på følgende adresser; Fastings gate 5 (1877), Pilestredet 85 (1877), Lyder Sagens gate 15 (1883), Fastings gate 1 (1884) og Pilestredet 89b (1885).