Gli esordi
Laureato alla National Theatre School di Copenaghen nel 1998, Nikolaj Lie Kaas era apparso nel 1991 nei panni del figlio ribelle di un traditore in The Boys from Sct. Petri. Lie Kaas vince due premi per la recitazione in Danimarca (un Robert e un Bodil) dando un lancio non indifferente alla sua futura carriera nel mondo dello spettacolo. Nel 1998 appare già nel disturbante Idioti di Lars Von Trier dove interpreta Jeppe. Il film gli vale un altro Bodil per la recitazione. Sarà poi in diversi altri film danesi tra cui In China they Eat Dogs (1999) e Old Men in New Cars (2000). Nel 2003 appare in Stealing Rembrandt ma l'interesse del pubblico a livello internazionale inizia a ottenerlo con Open Hearts (2003), film dogma di Susanne Bier, insolitamente capace di trasmettere una certa tensione affettiva. Sempre per Susanne Bier sarà in Non desiderare la donna d'altri (2004) dove interpreta Jannick, il fratello minore, e sbandato, del protagonista, Michael. Una volta che Michael, ufficiale in carriera, sarà preso prigioniero in Afghanista, Jannick inizia ad occuparsi della famiglia.

Il successo in Danimarca
Ormai divenuto una giovane stella, da grandi promesse, per il cinema danese, Nikolaj Lie Kaas appare in diversi film di successo. Sarà in Ricostruzione di un amore (2004) di Christoffer Boe e ne Le mele di Adamo (2005) accanto a Ulrich Thomsen, film commedia che ripercorre i dieci comandamenti. Sempre per Christoffer Boe e nuovamente accanto accanto al divo Ulrich Thomsen (che d'altra parte aveva spalleggiato anche in Non desiderare la donna d'altri) appare nel metafisico e tarkovskiano Allegro (2005). Sarà dunque in Plutonio 239 - Pericolo invisibile (2006) e in Kandidaten (2007) per poi apparire nel ritmato thriller Just Another Love Story di Ole Bornedal nel 2008. La carriera di Nikolaj Lie Kass come si nota era rimasta fino ad allora legata a produzioni nazionali, seppur di notevole interesse e spessore. La sprovincializzazione del suo volto arriva nel 2009 nel momento in cui viene chiamato per interpretare il ruolo di un assassino nella megaproduzione hollywoodiana Angeli e demoni di Ron Howard con Tom Hanks. Pur se in un ruolo minore, il prequel del Codice da Vinci, girato a Roma, è un grande lancio sulla scena dello spettacolo internazionale per la giovane promessa del cinema danese.