Фёдор (Теодор) Николаевич Нильсен родился в 1849 году в датском городе Нюборге. Он был специалистом в области телеграфной связи и в 1871 году прибыл по контракту в Россию, где работал в Иркутске, в Сибирско-Амурском телеграфном агентстве, известном также как «датский телеграф». Там он познакомился с дочерью статского советника А. Боссловского. В 1882 году у них родился сын Анатолий. В 1885 году семья Нильсенов переехала в Ташкент, где Теодор Николаевич занял должность старшего инженера Туркестанского почтово-телеграфного округа.
В это время активно налаживалась телеграфная связь Туркестанского края с Центральной Россией, через Барнаул и Томск. Теодор Нильсен участвовал в строительстве телеграфных линий в Восточном Туркестане, Кулябе, Каусаре и Мангышлаке. Также он обеспечивал связью города и объекты вдоль строящейся Ташкентской железной дороги. Его безупречная служба и особые заслуги были отмечены несколькими орденами и медалями, включая два ордена Звезды Бухары. В 1911 году, незадолго до выхода на пенсию, он принял российское подданство.
По линии матери — Николай Александрович Гмырин, подпоручик нейтрального швейцарского батальона, был сослан за участие в беспорядках вместе с семьёй в далекий Туркестан, в Форт-2, расположенный среди казахских степей на берегу Кары-Узяка — притока Сырдарьи. Это был небольшой гарнизон, состоящий из ссыльных уральских казаков-старообрядцев, охранявших почтовый тракт Ташкент—Оренбург и прилегающие территории. В семье было четверо детей. Старшая дочь, Елена (впоследствии Николаевна Нильсен), родилась ещё в Петербурге и стала матерью В. А. Нильсена.
После завершения строительства железной дороги рядом с посёлком появилась станция Дзялканы, где Гмырин некоторое время работал, а затем семья перебралась в Ташкент. Там и познакомились семьи Гмырин и Нильсен, а их дети — Елена и Анатолий — вскоре поженились. У них родились два сына, младший из которых — Владимир — появился на свет 4 июля 1918 года.
Судьба этой семьи в полной мере отразила особенности переселений конца XIX — начала XX веков из России в Среднюю Азию. В 1920-х годах уже третье поколение европейцев родилось на туркестанской земле. Предки В. А. Нильсена были людьми образованными, принесшими с собой в регион не только знания, но и искреннюю заинтересованность и помощь. Теодор Николаевич Нильсен, к примеру, оставил множество записей и фотоснимков о своих путешествиях. Для его внука изучение архитектурной культуры Средней Азии стало делом всей жизни.
Образование и научная деятельность
В 1936 году Владимир Нильсен окончил среднюю школу и поступил на архитектурный факультет Среднеазиатского индустриального института. В 1941 году началась его работа в проектной группе Главархитектстроя, а затем и научная деятельность. Он трудился чертёжником в Инженерной академии РККА, затем — инженером технического бюро стройуправления Фархадской ГЭС. С 1944 года — аспирант Института истории и археологии Академии наук Узбекистана.
С 1944 по 1947 годы участвовал в археологических экспедициях по Бухарской области, с 1947 по 1952 годы — в раскопках города Варахша. В 1948 году принимал участие в раскрытии обсерватории Улугбека (совместно с В. А. Шишкиным). Нильсену удалось по сохранившимся следам восстановить план здания и провести его графическую реконструкцию. Это была одна из первых попыток восстановления уникального сооружения.
В 1949 году он защитил кандидатскую диссертацию и остался работать в Институте истории и археологии до 1956 года. С 1950 года начал читать курс истории архитектуры Средней Азии в индустриальном институте, продолжая участвовать в изучении памятников архитектуры и в научных экспедициях.
В 1955 году участвовал в раскопках комплекса Кзыл-Кыр (II век до н. э.), а в 1964–1967 гг. — в раскопках города Афрасиаб под Самаркандом. Также проводил изучение города Бурханаабад в Бухарской области. Материалы этих исследований легли в основу его книги «Архитектура Средней Азии V—VIII вв.».
Педагогическая деятельность и вклад в науку
Новый этап в жизни Нильсена начался с заведования кафедрой истории архитектуры в Ташкентском политехническом институте. В 1968 году, в связи с образованием Самаркандского архитектурно-строительного института (СамГАСИ), он переехал в Самарканд, где с 1969 по 1971 годы был деканом архитектурного факультета. Вернувшись в Ташкент, стал профессором и вновь возглавил кафедру истории и теории архитектуры.
С 1950-х годов до самой смерти в 1994 году он активно трудился в сфере архитектурного образования. Несколько поколений его учеников живут и работают в разных городах Средней Азии. Многие из его аспирантов защитили кандидатские диссертации, трое из них стали докторами архитектуры.
Он привлекал студентов к практической работе, способствуя получению конкретных научных результатов. В 1974 году вышел красочный альбом-монография «Архитектурный декор памятников Узбекистана», включающий студенческие обмерные работы за несколько лет.
Нильсен принадлежит авторство трёх крупных монографических трудов по истории древней, средневековой и новой архитектуры, а также свыше ста научных публикаций, получивших признание специалистов. Он является автором оригинального очерка о раннефеодальном периоде архитектурного развития.
В последние годы жизни он подготовил к изданию две книги — «Архитектура старого Ура-Тюбе» и «Архитектура старого Коканда».
Он много работал и над научной реконструкцией первоначального облика архитектурных памятников Средней Азии, на основе археологических данных. Значительное внимание он уделял систематизации форм среднеазиатских колонн и арочных структур.
Международное признание
Владимир Анатольевич Нильсен принимал участие во многих международных конференциях. В 1954 году выступал с докладом на конференции ЮНЕСКО «Центральная Азия в кушанский период»; через 20 лет — на конференции в Самарканде, посвящённой культуре эпохи Тимура и тимуридов. В 1985 году участвовал во Всесоюзной конференции по творческому наследию народов Средней Азии. Регулярно выступал на научных форумах в ТашГАСУ, СамГАСИ, Ленинградском инженерно-строительном институте.