[[1975]]-ben megnyerte a brit [[Formula–3]] bajnokságot. A Formula–1-ben két évet töltött [[F1 1976-os Formula–1 világbajnokság|1976]] és [[F1 1977-es Formula–1 világbajnokság|1977]] között, mialatt a [[Team Lotus|Lotus]] csapat pilótájaként 32 versenyen vett részt, de csak 31-en indult. Csapattársa [[Mario Andretti]] volt. Egyetlen futamgyőzelmét az [[1977-es Formula–1 belga nagydíj|1977-es belga nagydíjon]] szerezte, ahol megfutotta a leggyorsabb kört is. Az [[F1 1978-as Formula–1 világbajnokság|1978]]-as szezonra az akkor újonnan alapított [[Arrows]]hoz szerződött, de rákot diagnosztizáltak nála, ezért nem tudott több versenyen részt venni. Nem sokkal 30. születésnapja előtt hunyt el egy [[london]]i kórházban. Édesanyja, Elisabeth Nilsson fia emlékére hozta létre a Gunnar Nilsson Rákalapítványt (''The Gunnar Nilsson's Cancer Foundation'').
