Den 28. mars 1926 hørtes han for første gang på radioen med dikt av Nils Collett Vogt og ble raskt programsekretær Thorstein Diesens høyre hånd i teatersaker: instruktør, litterær konsulent, inspisient, dramaturg samt pressekontakt. I november 1926 hadde Neels-Hansson sin instruktørdebut med Henrik Ibsens . I 1927 begynte han å motta fast lønn for arbeidet og var da uoffisielt «teateransvarlig». Neels-Hansson ble ansatt som teatersjef i 1928. Han ble fast ansatt som NRKs teatersjef i 1934. Neels-Hansson forlot NRK i 1943, men ble gjeninnsatt som teatersjef straks etter frigjøringen i 1945 og satt til 1950.