Nils Hollberg, täisnimega Nils Fridolf Hugo Hellmut Erik sündis Kärdlas baltisakslastest haritlaste perekonnas. 1931. aastal kolis koos perega oma ema kodulinna Tartusse, kus õppis kohalikus saksa eragümnaasiumis. 1939. aastal lahkus baltisakslaste ümberasumisega Eestist Saksamaale. Kuni 1943. aastani õppis Lääne-Preisimaa ja Berliini keskkoolides, seejärel oli kuni sõja lõpuni Natsi-Saksamaa armee teenistuses. 1945. aastal oli ajutiselt USA vägede juures sõjavangis.
1946.–1949. aastal tudeeris Nils Hollberg Müncheni ülikoolis õigus- ja riigiteadusi ning oli seal 1948. aastal üks üliõpilasorganisatsiooni Fraternitas Dorpatensis asutajatest. Ta tegutses oma elu jooksul paljudes baltisakslaste ühendustes. 1951. aastal abiellus Kuramaalt pärit baltisakslase Ilse Conradiga, neil sündis ühtekokku neli last.
Nils Hollberg töötas 1952.–1984. aastani ettevõttes IBM Deutschland, seejuures 1973. aastast teaduse ja halduse osakonnas müügiedenduse juhatajana. 1985.-1998. aastani tegutses kommunikatsiooni ja tarkvara müügi agentuuris. 1996. aastast oli Saksamaal Balti ehitusmälestiste edendamise ühingu esimees.
Vahetult pärast Eesti iseseisvuse taastamist ennistas Nils Hollberg sidemed oma sünnimaaga, eeskätt nooruspõlvekodu Tartuga. Ta jagas kuni 2000. aastate alguseni mitmetele Tartu asutustele ja organisatsioonidele esmajoones Saksamaalt kogutud annetusi: lauaarvuteid, tarkvara, printereid, trükikoja sisseseadeks vajalikke masinaid ja raamatuid. Sellest said suurt kasu näiteks Tartu ülikooli raamatukogu, ülikooli germanistika osakond, saksa kultuuri instituut, Tartu Emajõe kool ja silmakliinik. Lisaks oli Nils Hollbergi organiseerimisel kokku umbes 80 Tartu ülikooli tudengil 1995.–2002. aastal võimalik veeta stipendiumiga kuu aega Saksamaal.
1997. aastal algatas Nils Hollberg Tartu Jaani kiriku taastamise lõpuleviimiseks uue sihtasutuse loomise ning oli seejärel selle nõukogu liige. Ta toetas Jaani kiriku terrakotaskulptuuride töökoja tegevust, pannes muuhulgas käima vaderite kampaania kiriku fassaadile mõeldud kujude koopiate valmistamiseks. Ühtlasi oli Nils Hollberg 2002. aastal kootöös Tartu ja Lüneburgi linna ning Tartu ülikooliga üks Teaduse ja Kultuuri Sihtasutuse Domus Dorpatensis asutajatest. Ta oli tegev veel mitmes Tartu linnaga seotud kodanikualgatuses, aidates näiteks koguda annetusi kivisilla taastamiseks.
Nils Hollberg oli Eesti Punase Risti IV klassi teenetemärgi ja Tartu medali kavaler.