Născut în Split, Croația, Pilic și-a început cariera pe terenurile de tenis ca jucător profesionist și a reușit să ajungă în finala unui turneu de Grand Slam, la Roland Garros în 1973. În acea finală, Pilic a fost înfrânt de marele Ilie Năstase, un alt nume important al tenisului mondial, scor 3-6, 3-6, 0-6. Deși nu a reușit să câștige trofeul la Paris, Pilic și-a demonstrat valoarea ca unul dintre cei mai buni jucători ai acelei perioade.
În schimb, Pilic a reușit să cucerească un titlu de Grand Slam, dar la proba de dublu, alături de Pierre Barthes, în 1970, la US Open. În fața unui dublu legendar format din Roy Emerson și Rod Laver, Pilic și Barthes au învins cu scorul de 6-3, 7-6, 4-6, 7-6, aducându-și un loc de cinste în istoria acestui turneu prestigios.
După retragerea din cariera de jucător, Pilic și-a găsit vocația ca antrenor, iar cel mai remarcabil capitol din viața sa a fost legat de activitatea sa ca lider al echipelor de Cupa Davis. Originar din Croația, dar adoptat de Germania, Pilic a fost căpitan al echipei de Cupa Davis a Germaniei, o funcție în care a contribuit decisiv la succesul echipei germane pe plan internațional. Sub conducerea sa, Germania a câștigat primul său titlu în Cupa Davis în 1988, iar succesul a continuat și în anii următori. Germania a ridicat trofeul și în 1989, și 1993.
În 2005, Pilic a adus Croației primul titlu de Cupa Davis din istoria sa, în timp ce, în 2010, a devenit primul căpitan care a câștigat trofeul cu trei națiuni diferite, Serbia fiind cea de-a treia țară pe care a ghidat-o spre succesul suprem în această competiție internațională.
Una dintre cele mai semnificative relații din carierele lui Pilic și Djokovic a fost cea de mentorat. Niki Pilic a fost un „tată” pentru Novak Djokovic. Pilic a fost primul care a ajutat la formarea carierei tânărului Djokovic, oferindu-i nu doar sprijin tehnic și tactic, ci și emoțional în ascensiunea sa mondială.