Revelado pelas categorias de base do Internacional, Nilmar foi apontado ainda muito jovem como um dos atacantes de maior potencial do futebol brasileiro. Dono de grande velocidade, habilidade no um contra um e facilidade para balançar as redes, o paranaense construiu uma carreira de destaque, com passagens pelo futebol europeu, asiático e pela Seleção Brasileira, embora tenha encerrado sua trajetória profissional precocemente.
Natural de Bandeirantes, no Paraná, Nilmar estreou pelo time principal do Internacional em 2002 e rapidamente se transformou em uma das principais promessas do clube. As boas atuações chamaram a atenção do Lyon, da França, que acertou sua contratação em 2004. Apesar de começar a trajetória no futebol francês marcando dois gols em sua estreia, o atacante encontrou dificuldades para conquistar espaço, especialmente após a chegada de Fred ao elenco.
Sem sequência na Europa, Nilmar retornou ao Brasil por empréstimo ao Corinthians. A passagem pelo clube paulista foi marcante: logo no primeiro clássico diante do São Paulo deixou sua marca e, ao fim da temporada de 2005, conquistou o Campeonato Brasileiro integrando um elenco que também contava com nomes como Carlitos Tevez, Javier Mascherano e Roger.
Em 2009, o atacante voltou ao futebol europeu ao ser negociado com o Villarreal. Na equipe espanhola, viveu um dos melhores momentos da carreira ao formar uma dupla ofensiva de destaque com Giuseppe Rossi. Durante sua passagem pela La Liga, marcou 26 gols em 85 partidas, desempenho que o manteve entre os convocados da Seleção Brasileira e garantiu sua participação na Copa do Mundo de 2010, disputada na África do Sul.
Na reta final da carreira, Nilmar optou por atuar no Oriente Médio. O atacante defendeu Al-Rayyan e El Jaish, do Catar, além do Al-Nasr, dos Emirados Árabes Unidos. Embora tenha encontrado estabilidade financeira, passou a conviver com problemas físicos frequentes, que limitaram sua sequência de jogos e impactaram seu rendimento dentro de campo.
A última tentativa de retomar a carreira aconteceu em 2017, quando assinou contrato com o Santos. No entanto, o atacante entrou em campo apenas duas vezes antes de interromper as atividades por motivos pessoais. Posteriormente, foi revelado que Nilmar enfrentava um quadro de depressão, fator que inviabilizou sua continuidade no futebol profissional.
