Нильс Густав Дален родился 30 ноября 1869 года в Стенсторне, на юге Швеции, в семье фермера. Завершив начальное образование, Нильс изучал сельское хозяйство, садоводство и молочное скотоводство в сельскохозяйственном училище. Уже в это время у него наблюдались недюжинные способности к механике.
Обучаясь в училище, Дален сконструировал и построил несколько усовершенствованных образцов сельскохозяйственной техники. В числе прочих, он изобрел устройство для определения жирности молока. Это изобретение привлекло внимание Густава де Лаваля, главы «Компании паровых турбин Лаваля» в Стокгольме. Де Валь посоветовал Далену получить инженерное образование.
В 1892 году Дален поступает в Институт Чалмерса, который находился в Гетеборге. Через четыре года он окончил его с дипломом инженера-механика. Еще один год Дален проводит в Цюрихе в Федеральном технологическом институте.
В 1897 году Дален вернулся в Швецию. Здесь он практически сразу приобрел известность как инженер-консультант. Спустя три года, в 1900-м, вместе со своим коллегой он основал небольшую инженерную фирму «Далеy и Целсинг».
В 1912 году Дален, проводя очередной эксперимент, был серьезно ранен при взрыве и полностью ослеп. В том же году ему была присуждена Нобелевская премия по физике «за изобретение автоматических регуляторов, использующихся в сочетании с газовыми аккумуляторами для источников света на маяках и буях».
Он скончался 9 декабря 1937 года на 69-м году жизни.