Nielsen từng phục vụ trong thời gian chính quyền cựu Tổng thống George W. Bush làm trợ lý đặc biệt cho tổng thống và là giám đốc cao cấp về phòng ngừa, chuẩn bị và ứng phó tại Hội đồng An ninh Nội địa Nhà Trắng. Bà cũng đã thành lập, và đứng đầu với tư cách quản trị viên, Văn phòng chính sách lập pháp và các vấn đề chính phủ của Cục Quản lý an ninh vận tải Hoa Kỳ. Trước khi phục vụ trong chính quyền Trump, bà là một thành viên cao cấp của Lực lượng Đặc nhiệm Khả năng phục hồi của Trung tâm Ủy ban An ninh mạng và Nội địa tại Đại học George Washington và từng phục vụ trong Ban cố vấn báo cáo các rủi ro toàn cầu của Diễn đàn Kinh tế thế giới.[5]

Nielsen là người sáng lập và cựu Chủ tịch Sunesis Consulting.[6] Sunesis đã được trao nhiều bản hợp đồng chính phủ dưới sự quản lý của Tổng thống Obama.[7]