Nilsson var en av skøytehistoriens mest utpregede langdistanseløpere, særlig de første årene. Han slo overraskende de norske favorittene og vant verdensmesterskapet på skøyter i 1963 i Karuizawa, og satte samtidig verdensrekorder på meter, meter og sammenlagt. Senere på året satte han verdensrekord på meter under et stevne på Sætersgård stadion på Tolga. Han mottok Svenska Dagbladets gullmedalje samme år. I 1965 bedret han sin egen verdensrekord på meter.