Etter at han la opp som aktiv spiller, satset Nilsen på en karriere som trener. Etter å ha trent NTG/Lillehammers lag i eldre junior i sesongen 2004-2005, var han hovedtrener for Gjøvik Hockey i 1. divisjon i 2005-2006. Våren 2006 ble han ansatt som ny hovedtrener for Lillehammer Ishockeyklubb.