Hjelmtveit var født på Seim i daværende Alversund kommune og tok eksamen som lærer i Stord i 1913. Samme året flyttet han til Eydehavn, hvor han begynte som lærer ved Eydehavn skole samme året. I 1918 ble han ansatt som skolebestyrer ved samme skolen. Han har fått en vei på Eydehavn oppkalt etter seg, Nils Hjelmtveits vei.