Алексей Нилов родился 31 января 1964 года в Ленинграде в семье известного советского актера Геннадия Нилова, хорошо известного зрителям благодаря роли физику Степана Сундукова, героя комедии «Три плюс два», и по главной роли в киноповести «Человек с будущим» режиссёра Николая Розанцева о шахтёре Иване Кондакове.
Алексей про известности ничуть не уступил своему отцу. И все же, снявшись в порядка 50 картин, широкому зрителю Нилов знаком в первую очередь как капитан милиции Андрей Васильевич Ларин в сериалах «Улицы разбитых фонарей», «Убойная сила», «Опера. Хроники убойного отдела».
Как и многие его коллеги, много и успешно снимавшиеся в сериалах, Нилов работал на износ. И, как и многие, не избежал проблем с зелёным змием — надо же было как-то снимать стресс. На работе это до определенной поры не сказывалось, а вот браки артиста распадались из-за его чрезмерной тяги к алкоголю. Первой женой Алексея стала однокурсница по ЛГИТМиКу Анна Замотаева. В 1985 году у пары родилась дочь. Сегодня Елизавета Нилова — актриса Академического драматического театра имени Комиссаржевской.
Следующей избранницей актера стала музыкальный режиссёр Сусанна Цирюк, дочь белорусского дирижёра. Нилов встретил женщину в Минске, где служил в местном театре актёром. В 1992 году у творческой пары, проживающей в гражданском браке, появился на свет сын Дмитрий, ставший музыкантом.
Далее у Нилова вспыхивали романы сперва с артисткой Юлией Михайловой, потом — с Полиной Каманиной. Если в кино его амплуа определилось довольно быстро, то в личной жизни он перебирал вариант за вариантом. Но даже самую пламенную страсть быстро тушил алкоголь.
Весной 2000 года Нилов пережил клиническую смерть — причина была все та же: злоупотребление спиртным. Как говорит артист, «таких смертей у него было штуки три». Но даже угроза смерти не изменила его.
Второй официальной женой Алексея Нилова стала популярная актриса Ирина Климова, хорошо известная зрителям по роли любовницы главного героя по прозвищу «Слоник» в картинах «Зимняя вишня-2, 3», а также фильмам «Петербургские тайны». Казалось, что теперь-то все наладится...
Некоторое время после свадьбы супруги давали интервью, складывалось впечатление, что оба, наконец, встретили свою настоящую половинку. На самом деле события развивались благополучно только в самом начале романа. Как призналась в интервью «АиФ» Ирина Климова, она даже не подозревала о том, что ее любимый мужчина — запойный алкоголик.
«Когда мы познакомились, Лёша ни с кем из своего круга меня не знакомил — он же человек умный. Помню один из вечеров. Я смотрела в Лёшины глаза и не могла наглядеться. Казалось, там — чистая-чистая река. Мистическое чувство. Я так понимаю, что всё это было нужно, чтобы Никита появился на свет», — с горечью рассказывала Климова корреспонденту «Аргументов и фактов».
Сначала, по признанию актрисы, Нилов уходил в запой на пару-тройку дней. Но каждый раз говорил, что у него просто сдали нервы и не стоит обращать внимание на эту неурядицу. «В проблему это превратилось тогда, когда я была уже беременна. Деваться мне было некуда». В 2003 году в семье родился сын Никита.
Расстались некогда образцовые супруги, когда малышу было всего 7 месяцев. Отец вернулся в Питер, мать осталась одна с ребенком в Москве. На некоторое время Нилов про сына совершенно забыл. «Как-то Алексей приехал на один день, Никите было 1,5 года. Но он был в таком странном состоянии, что никто ничего не понял — ни папа, ни сын», — рассказывала «АиФ» Климова. Но, даже не будучи знакомым с отцом, мальчик скучает по Нилову, по словам Ирины «Иногда сидит очень грустный. Спрашиваю: «Что с тобой, сынок?» Говорит: «Ничего». А через 15 минут подойдёт и скажет ни с того ни с сего: «Я скучаю по папе». — «Ты же не знаешь его! Почему тогда грустишь?».
Сама Климова со временем сумела справиться с тяжким разочарованием, с которым боролась многими методами: «Психологи, курсы, книжки — я долго приводила себя в чувство. Тяжёлое было время». Развод они оформили в 2004 году.
Третьей и последней официальной женой стала Елена Нилова, бывшая портниха и консультант в магазине в Санкт-Петербурге. Сразу после развода в 2004 году с Ириной Климовой Нилов стал жить с Еленой.
В конце 2006 года у Нилова случилась очередная клиническая смерть. Врачи возвращали актера к жизни в течение почти двух недель. После этого случая Нилов всерьез задумался о том, чтобы покончить с тяжелым недугом, разрушающим и его здоровье, и семью.
Будучи довольно закрытым человеком, Нилов однажды рассказал о своей избраннице в телеинтервью: «Елена не ходила за мной и не перевоспитывала. Она как очень мудрая женщина, опытный человек, выжидала паузу, все время была рядом, все время смирялась и терпела».
Брак пара оформила в 2011 году, тогда же и обвенчались. Сегодня Нилов является образцовым прихожанином Софийского Собора и говорит о том, что жену Елену ему послал сам Бог.