作为球员，唐·尼尔森同样光芒四射。1962年进入联盟，辗转几队后加盟波士顿凯尔特人，成为球队重要轮换和常备第六人。加盟凯尔特人后，他随队多次捧起总冠军奖杯，个人常规赛也能稳定贡献两位数得分。1969年总决赛第七场对阵湖人的那记关键跳投，至今被视为总决赛经典瞬间之一。他在1975-76赛季为职业球员生涯画上圆满句号，凯尔特人退役了他的19号球衣以示纪念。
教练生涯则把尼尔森推上了另一个高度。1976年开始执教密尔沃基雄鹿，长期掌舵并缔造了球队史上的常规赛胜场纪录，他也因此两度摘得年度最佳教练殊荣。1988年初次执教金州勇士时，他逐步成型的“跑轰”理念让球队焕发生机，并在1991-92赛季第三次获得最佳主教练。其后执教过尼克斯与达拉斯独行侠，并在2006年重返勇士。整个教练生涯他一共出战2398场比赛，取得1335胜，成为联盟历史上胜场数位居前列的教练之一；他也是最早达成1000胜里程碑的教练之一，直到后来被人超越才退居次席。
在战术层面，尼尔森被广泛认为是小球与进攻革命的先驱。“Nellie Ball”这一概念与他密切相关：他大胆打破传统，把球权交给更加机动的锋线和后卫群，强调速度、外线投射与空间拉开。早在上世纪七十年代，他就在雄鹿尝试让身高接近两米的锋线持球串联进攻；在勇士时期，他推动了以三后卫和快速进攻为特征的阵容组合，带来了球队战绩的大幅提升，成为那个时代颇具影响力的战术风潮。他也善于把大个子拉到外线打三分、试探非常规人员配置，很多当初被视为“异端”的尝试，后来都成为现代篮球的常见做法。
在达拉斯时期，尼尔森兼任教练与管理层，主导了球队重要的人员调整，他识别并引进了日后成为球队基石的球员，为独行侠后来的崛起奠定了基础。在2002-03赛季，他率队一路打进西部决赛，尽管因主将受伤未能更进一步，但已将球队打造成西部强队。同时，他也率先在实战里运用针对强力内线球员的犯规策略，这一思路后来被其他教练进一步发展并广泛采用。
2006年重返勇士后，尼尔森带队在季后赛首轮上演了著名的黑八奇迹，率8号种子淘汰联盟最佳战绩的对手，成为其教练生涯中令人难忘的一刻。更重要的是，他在勇士时期的理念与选人布局为球队后续建立竞争基础留下了重要线索与种子，影响延续至球队未来的建队方向。
作为教练与革新者，尼尔森一生充满争议却又极具远见。他的许多“疯狂”想法最终被证明富有前瞻性，深刻影响了后来的球队构建与比赛风格。无论作为五次总冠军的球员，还是开创性战术的教练，唐·尼尔森都在NBA历史上留下了不可磨灭的印记。
