Il fut drafté en 1958 à la 36e position (troisième tour) par les Packers de Green Bay. La saison 1958 est catastrophique pour les Packers et dès la suivante, Vince Lombardi reprend en main l'équipe. Titulaire à partir de la saison 1962, Nitschke remporte avec les Packers trois championnats (futur Super Bowl) et les deux premiers Super Bowl de l'histoire.
Tacleur dur, il est aussi doué pour intercepter les passes adverses. Il est sélectionné pour un Pro Bowl (1964) et trois fois All-Pro (1964, 1965 et 1966).