Håkon Nilsen var bestningsmedlem på depotskipene på Marineholmen ved Bergenhus festning i 1940. Ved Tysklands angrep på Norge i 1940 tjenestegjorde han på jageren «Draug» som tok det tyske handelsfartøyet «Mainz» i Karmsundet og som etter at det ble angrepet av tyske fly, ble ført til Sullom Voe på Shetland med 67 tyske krigsfanger. Etter å ha gjennomgått The Royal Navy skoleavdeling i Port Edgar, ble Nilsen beskikket som maskingeværskytter og torpedospesialist ombord undervannsbåt «B1» hvor han tjenestegjorde fra mars 1942 til august 1943. Håkon Nilsen tjenestegjorde deretter på torpedojageren H.Nor.Ms «Stord» og deltok i senkingen av det tyske slagskipet «Scharnhorst» 2. juledag 1943, i det som er kjent som slaget ved Nordkapp. 12 britiske krigsskip og «Stord» deltok i sjøslaget da «Stord» og den engelske jageren «Scorpion» klarte å komme usett opp på styrbord side av Scharnhorst. Da de ble oppdaget, var de så nær at de lå under skytevinkelen til båtens kraftige skyts. Begge jagerne klarte å skyte sine åtte torpedoer på tvers av slagskipets kurslinje. Scharnhorst klarte å endre kurs, men skipet senket farten og gjorde at to andre jagere fikk målet i sikte med sine torpedoer. Nilsen avfyrte sine torpedoer mot «Scharnhorst» og traff med to torpedoer, noe som bidro sterkt til at det tyske slagskipet ble senket. Ifølge skipssjef
Skule Valetin Storheill fikk Nilsen tilnavnet «Torpedo-Nilsen» etter dette. Senkningen av Scharnhorst var et av de mest dramatiske sjøslagene under 2. verdenskrig. Torpedokommandør Håkon Nilsen dimmiterte etter å ha oppfylt kontrakten med Sjøforsvarets Overkommando om tjeneste i Sjøforsvaret under krigens varighet.
For sin krigsinnsats ble Nilsen tildelt Krigsmedaljen med 3 stjerner, Deltagermedaljen med rosett og Haakon VIIs 70-årsmedalje, samt de britiske medaljene 1939–1945 Star, Atlantic Star med France and Germany spenne, Defence Medal og War Medal
1939–1945. I 2014 ble Nilsen som første norske krigsveteran hedret post mortem for sin krigsinnsats med den britiske utmerkelsen Arctic Star for å ha deltatt i 20 Murmansk-konvoier tur-retur.