Vuonna 1916 Clear Laken pikkukaupungissa syntynyt Nelson tähtäsi jo varhain uraansa politiikassa. Hän oli päättänyt tulla edistysmieliseksi Wisconsinin ”Fighting Bob” La Folletten tapaan, ja hän onnistui siinä. Matkan varrella hän profiloitui myös yhdeksi Amerikan suorapuheisimmista ja tehokkaimmista ympäristönsuojelun puolestapuhujista.

Saatettuaan oikeustieteellisen tutkinnon UW-Madisonista vuonna 1942 ja palveltuaan laivastossa toisen maailmansodan aikana Nelson nousi osavaltion poliittisissa piireissä. Osavaltion senaattorina vuosina 1949-1959 ja sitten kuvernöörinä vuosina 1959-1963 hän kiinnitti toistuvasti huomiota ja sovelsi julkista politiikkaa maansuojeluun, villieläinten elinympäristöön ja ympäristön laatuun liittyviin kysymyksiin.

Nelsonin kauaskantoisimmat saavutukset tapahtuivat suuremmalla näyttämöllä. Kun hänet valittiin Yhdysvaltain senaattiin marraskuussa 1962, hänestä tuli sen johtava ympäristöaktivisti. Hän ajoi uraauurtavia lakeja, kuten Wilderness Act, National Trails Act, National Wild and Scenic Rivers Act ja National Environmental Education Act. Hän esitti myös ensimmäiset liittovaltion säädökset, joilla määrättiin autojen polttoainetaloudellisuutta koskevat normit, valvottiin kaivoskaivostoimintaa ja kiellettiin fosfaattien käyttö pesuaineissa sekä DDT:n ja 2,4,5-T:n torjunta-aineen käyttö.

Koko uransa ajan Nelson kunnioitti kollegoitaan ja ystävystyi heidän kanssaan poliittisten aisojen molemmin puolin. Hänen rehellisyytensä ja päättäväisyytensä yhdistettynä hänen sympaattiseen, kansantajuiseen tyyliinsä lisäsivät hänen menestystään kahden puolueen tuen saamisessa hänen aloitteilleen.