Геннадий Нилов родился 1 октября 1936 года в Луге Ленинградской области. Отец был служащим, мать работала поваром. Его мать была родной сестрой жены Павла Петровича Кадочникова (1915-1988), известного советского актера, лауреата трёх Сталинских премий, народного артиста СССР. Двоюродный брат - Пётр Павлович Кадочников (27 декабря 1944 - 21 июля 1981), советский актёр. Племянница - Наталья Петровна Кадочникова (род. 14 апреля 1969), актриса «N-театра» под руководством Алексея Нилова (2010-2012), художественный руководитель Творческой мастерской «Династия» имени Павла Кадочникова в Санкт-Петербурге. После войны семью Ниловых на некоторое время приютил у себя Павел Петрович Кадочников. Именно в это время Геннадий и увлекся профессией актёра. Тем более, что благодаря своему знаменитому дяде в 10-летнем возрасте попал на экран - сыграл эпизод в легендарной военной драме «Подвиг разведчика» режиссёра Бориса Барнета, в котором главную роль исполнил Павел Кадочников. Во время обучения в школе Геннадий Нилов руководил драматическим кружком, в котором сам ставил спектакли, подбирал костюмы и грим для исполнителей. Далее некоторое время жил у тетки в Новгороде. Затем его вызвала жена Павла Кадочникова и уговорила поступать в театральный. Она сама его готовила и в результате Геннадий с первого раза поступил в театральный. В 1959 году окончил Ленинградский государственный институт театра, музыки и кинематографии, актёрский факультет, курс Леонида Макарьева. Далее - актер Ленинградского театра Киноактера. Состоял в штате киностудии «Ленфильм». Там он прослужил в 1959-1993 годы. Еще во время обучения в театральном начал сниматься в своем взрослом кино. В 1960 году исполнил главную роль в киноповести «Человек с будущим» режиссёра Николая Розанцева. Одну из главных ролей в этом фильме - школьную подругу главного героя Лелю - сыграла актриса Изольда Извицкая.По настоящему широкая известность пришла к нему после главной роли в популярной комедии «Три плюс два» режиссёра Генриха Оганесяна.Позже исполнял на экране эпизоды и второплановые роли. Снимался до начала 1990-х. В 1993 году Геннадий Нилов был уволен по сокращению штата, после чего решил завершить актёрскую карьеру.