Nielsen vant NM i tennis, singel for herrer utendørs seks ganger. Første gang i 1919 og så fem strake seiere i årene 1921–1925. Han deltok under sommer-OL for Norge i 1920 i Antwerpen med 17.-plass i singel, og 5.-plass i dobbel sammen med Conrad Langaard, og i 1924 i Paris med en ny 17.-plass i singel, 16.-plass i dobbel sammen med Langaard og 9.-plass i mixed dobbel sammen med Molla Bjurstedt Mallory. Nielsen ble kjent for å ha innført slaget half volley i norsk tennis. Han er far til alpinisten Jack Nielsen.