Ivar Nielsen gjorde en betydelig veterinærmedisinsk innsats gjennom sin påvisning av at bråsott hos sau skyldtes en spesiell bakterie, og la dermed grunnlaget for bråsottvaksinen. Han beskrev også flere andre infeksjonssykdommer, bl.a. raslesyke (miltbrannsemfysem).
Nielsen vokste opp i København, og etter preliminæreksamen ved universitetet der tok han 1876 dyrlægeeksamen med første karakter ved Den kgl. Veterinær- og Landbohøjskole og var i ett år assistent ved høyskolens ambulatoriske klinikk. Etter en praksisperiode i Trälleborg i Sverige ble han 1878 ansatt i den nyopprettede stillingen som kommunedyrlege i Bergen. Med stipend studerte han en tid bakteriologi i København, og på studiereiser satte han seg godt inn i driften av slaktehus i København og flere sørtyske byer. I tillegg til den kommunale stillingen fungerte han 1891–1900 som statsdyrlege vestafjells. Fra 1901 var han også politidyrlege i Bergen. På Nielsens initiativ ble Bergens slaktehus reist og stod ferdig 1919, og han var dets første direktør til oppnådd pensjonsalder 1923.
På den tiden Nielsen kom til Bergen, forårsaket smittsomme dyresykdommer store tap på Vestlandet. 1885 søkte han med støtte fra forskere ved Bergens Museum statsstipend til “undersøkelse av miltbrann m.m.”, og ble av Stortinget bevilget årlig stipend 1886–92. Før Ole Malm ble utnevnt til sjef for det sivile veterinærvesen 1890, sorterte dyresykdommer under medisinaldirektøren, Ludvig Dahl, som innså Nielsens spesielle kompetanse. Av Dahls beretninger fremgår det at departementet ved flere anledninger i 1880-årene benyttet Nielsen som rådgiver i forbindelse med smittsomme husdyrsykdommer både på Vestlandet og Østlandet. Veterinærdirektør Malm bygde videre på Nielsens pionerinnsats i klarleggelse av årsaksforhold ved flere smittsomme dyresykdommer og benyttet i stor grad Nielsen som konsulent.
Nielsens vitenskapelige undersøkelser dreide seg bl.a. om den akutte sykdommen bråsott, som forårsaker stor dødelighet hos sau. Den ble tidligere ansett for å være samme sykdom som miltbrann. Nielsen påviste at den ble fremkalt av en egen bakterie, “braasot-bacillen”, og la grunnlaget for vaksinasjon mot sykdommen. Videre utarbeidet han bl.a. Anvisning til miltbrannsykdommens kjendetegn og behandling og Veiledning til at kjende og behandle ondartet katarrhalfeber hos hornkvæget. Han foretok også inngående undersøkelser over ondartet klovsyke som var kommet til landet ved import av sau fra Skottland, og av ondartet katarrfeber. Velkjent er også hans undersøkelser over den spesielle form for hvalfangst som i fem hundre år hadde pågått i havbukten Kvalvåg i Øygarden. Ved bruk av bue ble hvalen skutt med infiserte piler som etter få dager medførte så sterk utmattelse at den lett kunne harpuneres, trekkes til land og avlives. Han påviste at infeksjonen medførte gassdannelse i vevene, påviste bakterien og konkluderte med at den var den samme som den som forårsaket miltbrannsemfysem.
Ivar Nielsen hadde i mange år nært samarbeid med kjente medisinske forskere som Armauer Hansen og Fredrik Georg Gade. Ved Bergens Museum ledet han i en årrekke foredragskurser for landbrukere. Han var den første veterinær i Norge som også publiserte i internasjonale tidsskrifter. Fra 1893 var han i mange år medredaktør av månedsbladet Landmandsvennen. Nielsen ble tildelt Kongens fortjenstmedalje i gull 1924 og var æresmedlem av Vestenfjeldske Veterinærforening og av Den Norske Veterinærforening.