Fødselaren blev cand.polit. i 1972 fra Københavns Universitet. Han var da allerede startet som forskningsmedarbejder på det dav. Center for Udviklingsforskning på et projekt om den grønne revolution i Sydindien.
Herfra kom han til den danske ambassade i New Delhi. Derpå fulgte år i udenrigstjenesten både ude (Nairobi) og hjemme. I 1991 udsendtes han som ambassadør for de syv mellemamerikanske lande med bopæl i Costa Ricas hovedstad, San Jose.
I 1996 overgik han, efter et år som seniorøkonom i rådgivningskoncernen COWI, til FN som direktør for UNODC – United Nations Office for Drugs and Crime – i Colombia og Ecuador.
Nyholm blev i Colombias hovedstad, Bogota, i otte år og deltog bl.a. som observatør under den colombianske regerings første, mislykkede forhandlingsrunde med FARC guerilllaen 1998-2001.
UNODC var som den eneste internationale organisation aktiv også i de partisan-kontrollede områder i Andes-bjergene og Amazonas. Udover to guerillabevægelser måtte FN forholde sig til paramilitære styrker, indianske samfund og cocadyrkende nybyggere.
Efter Colombia blev Klaus Nyholm UNODC-direktør i Laos i Sydøstasien, hvilket ikke mindst omfattede rejser til fods ind i bjergene i den såkaldte Gyldne Trekant for at forhandle med opiumsproducerende stammefolk. Hans sidste opgave for FN var som politisk rådgiver for en afghansk minister i Kabul.
Efter sin pensionering er Nyholm fortsat med bjergvandringer i og udenfor Europa.
