Леннарт Нильссон родился 24 августа 1922 г. в шведском городе Стангнас.
С середины 40-х гг. работал нештатным сотрудником шведских изданий, в середине 50-х сотрудничал с медицинскими изданиями, занялся микрофотографией, в 1957 г. сфотографировал плод человека.
В 1965 г. его фотографии эмбриона были опубликованы в Stern, Paris Match, The Sunday Times и др. журналах. В том же году вышла книга фотографий Нильсона «A Child is Born», 8-миллионный тираж которой был распродан в первые несколько дней. В 1960-е – начале 1970-х Нильсон сотрудничал с LIFE, делая микрофотографии не только различных стадий внутриутробного развития человека, но и других физиологических процессов внутри организмов человека и животных. Космические корабли Voyager I и Voyager II, несущие послания инопланетным цивилизациям, укомплектованы также и фотографиями Нильссона. Свою научно-фотографическую деятельность он продолжает до сих пор.