Connie Inge-Lise Nielsen, 3 Temmuz 1965 tarihinde Frederikshavn, Danimarka'da dünyaya gelmiştir. Elling adında küçük bir köyde, bir otobüs şoförü babanın ve bir sigorta memuru annenin kızı olarak büyüdü. Sanata olan ilgisi, yerel revülerde yazarlık ve oyunculuk yapan annesi sayesinde erken yaşlarda başladı. Bu tutkusunu takip ederek 18 yaşında Paris'e taşındı ve burada modellik ile oyunculuk kariyerine ilk adımlarını attı. Ardından İtalya'ya giderek Roma'da bir drama okulunda eğitim aldı ve Milano'da oyunculuk üzerine ustalık dersleri gördü. Kariyerinin ilk yıllarını Avrupa'da, ağırlıklı olarak Fransız ve İtalyan yapımlarında rol alarak geçirdi. Nielsen'in Hollywood'daki büyük çıkışı, 1997 yapımı gerilim filmi "Şeytanın Avukatı" (The Devil's Advocate) ile oldu. Bu filmde Keanu Reeves ve Al Pacino gibi isimlerin yanında dikkat çekici bir performans sergiledi. Bu rolün ardından "Permanent Midnight" (1998), "Rushmore" (1998) ve "Asker" (Soldier) (1998) gibi filmlerde önemli yardımcı rollerde yer alarak Hollywood'daki konumunu güçlendirdi. Ancak onu uluslararası bir yıldız haline getiren ve kariyerinin en bilinen rolü, Ridley Scott'ın yönettiği 2000 yapımı epik film "Gladyatör" (Gladiator) oldu. Russell Crowe'un canlandırdığı Maximus'un eski aşkı ve İmparator Commodus'un kız kardeşi Lucilla karakterine hayat verdiği bu film, dünya çapında büyük bir gişe başarısı yakaladı ve Nielsen'in performansıyla eleştirmenlerden övgü topladı. "Gladyatör" sonrası dönemde Nielsen, "Mars'a Görev" (Mission to Mars) (2000), Robin Williams ile başrolü paylaştığı psikolojik gerilim "Baskı" (One Hour Photo) (2002) ve John Travolta ile rol aldığı "Kuraldışı" (Basic) (2003) gibi çeşitli türlerdeki Hollywood yapımlarında yer almaya devam etti. 2004 yılında Danimarka sinemasına Susanne Bier'in yönettiği "Kardeşler" (Brødre) filmiyle döndü ve bu filmdeki performansıyla Danimarka'nın en prestijli sinema ödülü olan Bodil Ödülü'nü ve San Sebastián Uluslararası Film Festivali'nde En İyi Kadın Oyuncu ödülünü kazandı. 2010'lu yıllarda kariyerine hem sinema hem de televizyonda devam eden Nielsen, "Law & Order: Special Victims Unit" (2006) dizisinde bir dönem Dedektif Dani Beck karakterini canlandırdı ve "Boss" (2011-2012) ile "The Following" (2014) gibi dizilerde rol aldı. Geniş kitlelerce tanınırlığını pekiştiren bir diğer önemli rolü ise DC Genişletilmiş Evreni'nde geldi. İlk olarak 2017 yapımı "Wonder Woman" filminde Amazon Kraliçesi ve Diana'nın annesi Hippolyta karakterini canlandırdı. Bu rolünü "Justice League" (2017) ve "Wonder Woman 1984" (2020) filmlerinde de tekrarladı. Son yıllarda, Bob Odenkirk'ün başrolünde olduğu aksiyon filmi "Kimse" (Nobody) (2021) gibi yapımlarda da yer alarak çok yönlü bir kariyere sahip olduğunu göstermiştir. Nielsen, "Gladyatör II" (Gladiator II) (2024) filminde Lucilla rolüyle yeniden izleyici karşısına çıktı.