Alcanzó la fama en la década de 1980 por su matrimonio y divorcio con Sylvester Stallone, gracias a lo cual participó en películas estadounidenses e italianas, en series de televisión, y en el mundo de la música, ya de manera más irregular. Es recordada también por su exuberante físico, y por sus peripecias sentimentales.

Dejó los estudios a la edad de dieciséis años, se trasladó a París en 1979 y después a Italia. Ya entonces estaba casada con un músico danés. Tuvieron un hijo, pero se divorciaron.

Dotada de una imagen impactante por su gran estatura (1,85 metros), Nielsen trabajó como modelo para Giorgio Armani, Versace y Gianfranco Ferré.

Sylvester Stallone se fijó en ella en 1985; se divorció de su primera esposa, y la nueva pareja se casó poco después.

Brigitte Nielsen saltó a la fama de la mano de Stallone y gracias a sus papeles en varias películas de él, como Rocky IV y Cobra. Pero las desavenencias entre ellos no tardaron en surgir; la prensa amarilla habló de infidelidades de ella con Eddie Murphy durante el rodaje de Beverly Hills Cop II (Superdetective en Hollywood II). El matrimonio se rompió en 1987.