В 1997 году отправился в США, где играл за команды колледжа Гринсборо («Прайд») и Стэнфордского университета («Кардинал»). В 2000 году вошёл в символическую сборную NCAA по итогам сезона и был признан MVP «Стэнфорд Кардинал», играя на позиции опорного полузащитника.
На Супердрафте MLS 2001 года был выбран командой «Ди Си Юнайтед» под общим четвёртым номером. В 2003 году Райан стал капитаном клуба, также дважды входил в сборную MLS Best XI (2003, 2004). В 2004 году выиграл с командой MLS Cup.
В январе 2005 года по свободному трансферу перешёл в клуб английской Премьер-лиги «Блэкберн Роверс», за который выступает до сих пор в ранге капитана.
Райан дебютировал в составе сборной Новой Зеландии 19 июня 1999 года в матче с командой Польши. Далее принимал участие в двух Кубках Конфедераций (1999, 2003). В 2008 году был отправлен на Олимпийские игры в качестве одного из трёх игроков, чей возраст превышал 23 года. Проведя два стартовых матча с капитанской повязкой против Китая и Бразилии, Нельсен был отозван «Блэкберном» с турнира для участия в играх чемпионата Англии. Кубок Конфедераций 2009 года Райан Нельсен пропустил из-за потянутой икроножной мышцы.
На чемпионате мира 2010 года провёл в ранге капитана все три матча All Whites против Словакии (1:1), Италии (1:1) и Парагвая (0:0). По итогам турнира американский портал ESPNsoccernet включил его в символическую сборную.
Как игрока национальных сборных Новой Зеландии:
Как игрока «Ди Си Юнайтед»:
Как игрока «Ди Си Юнайтед»: