Der 1916 in der Kleinstadt Clear Lake geborene Nelson strebte schon in jungen Jahren eine Karriere in der Politik an. Er war fest entschlossen, ein progressiver Politiker nach dem Vorbild von Wisconsins „Fighting Bob“ La Follette zu werden, und er hatte Erfolg. Auf seinem Weg machte er sich auch einen Namen als einer der freimütigsten und wirkungsvollsten Umweltschützer Amerikas.
Nach seinem Jurastudium an der UW-Madison im Jahr 1942 und seinem Dienst in der Navy während des Zweiten Weltkriegs stieg Nelson in der Politik des Bundesstaats auf. Als Senator des Bundesstaates von 1949 bis 1959 und dann als Gouverneur von 1959 bis 1963 machte er immer wieder auf Fragen des Landschutzes, des Lebensraums für Wildtiere und der Umweltqualität aufmerksam und setzte sie in der öffentlichen Politik um.
Nelsons weitreichendste Errungenschaften fanden auf einer größeren Bühne statt. Als er im November 1962 in den US-Senat gewählt wurde, wurde er zu dessen führendem Umweltschützer. Er setzte sich für bahnbrechende Gesetze wie den Wilderness Act, den National Trails Act, den National Wild and Scenic Rivers Act und den National Environmental Education Act ein. Er brachte auch die ersten Bundesgesetze ein, die Normen für die Kraftstoffeffizienz von Autos vorschrieben, den Tagebau kontrollierten und die Verwendung von Phosphaten in Waschmitteln sowie die Verwendung des Pestizids DDT und des Entlaubungsmittels 2,4,5-T verbieten sollten.
Im Laufe seiner Karriere respektierte Nelson Kollegen auf beiden Seiten des politischen Spektrums und freundete sich mit ihnen an. Seine Integrität und Entschlossenheit in Verbindung mit seiner sympathischen, volkstümlichen Art trugen dazu bei, dass seine Initiativen von beiden Seiten unterstützt wurden.