Viết tiếp cho đoạn này - Nilsson đã giành được bốn huy chương tại Thế vận hội Olympic 2018 ở Pyeongchang. Vào ngày 13 tháng 2, cô trở thành nhà vô địch Olympic, đã giành huy chương vàng trong cuộc chạy nước rút cá nhân. Vào ngày 17 và 21 tháng 2, lần lượt, cô đã giành huy chương bạc trong cuộc đua tiếp sức 4 × 5 km.
(với Anna Haag, Charlotte Kalla và Ebba Andersson) và trong cuộc chạy đua theo nhóm (với Charlotte Kalla). Vào ngày 25 tháng 2, Nilsson đã giành huy chương đồng trong cuộc chạy bộ 30 km. Cô cũng kết thúc thứ 10 trong cuộc đua trượt tuyết 15 km. Cô kết thúc thứ hai tại Cúp thế giới Sprint 2017-2018, đã giành được ba sự kiện chạy nước rút cá nhân trong mùa giải.