Ese misma temporada volvería a Perú, recaló en el Club Sporting Cristal, equipo con el que conquistó una Liga Peruana y una Copa Bicentenario.[3][4] En 2015, Loyola sería clave en el equipo de Reservas del club ganando el Torneo Apertura del Torneo Descentralizado de Reservas, llegaría como delantero central, pero Miguel Miranda lo puso como lateral izquierdo su gran campaña en las canteras lo vería Juan Reynoso, quien lo llamaría al primer equipo para jugar el título frente a Sporting Cristal donde logró salir campeón nacional del Torneo Descentralizado 2015.[7] Luego de varias fechas, Nilson tendría una participación protagónica anotando y asistiendo en la victoria 2-1 a domicilio contra Real Garcilaso.[11] Esa temporada, Nilson Loyola disputaría la final frente al Sporting Cristal donde obtuvo el subcampeonato con Melgar tras perder con un resultado global por 1-1.[12] Para la temporada siguiente, Loyola se instaló definitivamente en el primer equipo donde buscó un buen ritmo que lo mantuvo exitosamente durante el año.Volviendo al torneo, Loyola marcaría un gol en el empate 1-1 frente a Unión Comercio el 5 de marzo.Nilson Loyola estaría de para un mes y medio debido a una lesión en su pierna izquierda.[30] Loyola sería pieza clave en la temporada siguiente consagrándose en partidos y títulos importantes.Tras la pretemporada e inicio de la primera fecha, Nilson sería baja tras una tensión muscular; sin embargo, se recuperaría rápidamente y anotaría en la victoria 3-0 frente a Deportivo Binacional.[32] El 30 de mayo lograría ganar la Fase 1 frente a San Martín en una victoria por 3-1 obteniendo su primer torneo corto.[33] Loyola debutaría en la Copa Bicentenario anotando un gol en la victoria 3-2 frente a Cusco FC por los octavos de final.[38] Nilson Loyola disputaría la final frente al Club Alianza Lima donde obtuvo el subcampeonato con Cristal tras perder con un resultado global por 1-0.[40] Nilson daría el salto con una anotación en la siguiente fecha de la Copa Libertadores en la derrota frente a la Universidad Católica.Tras volver al torneo peruano y ganar dos partidos seguidos, Loyola se prepararía para el duelo frente a Talleres, posteriormente sumaría una nueva derrota por la mínima; sin embargo, el defensor saldría lesionado previo al gol cordobés que selló el triunfo argentino ante un choque de cabezas con Juan Ignacio Méndez.[42][43] Hizo su regreso el 5 de abril en el mismo torneo contra la Universidad Católica, siendo titular en el empate en casa por 1-1.Loyola volvería anotar un gol en la victoria frente al Atlético Grau por la decimoséptima fecha del Torneo Apertura.Tras el torneo volvieron los amistosos, siendo Loyola convocado en la mayoría de encuentros, acumularía minutos frente a Holanda y Estados Unidos.
Loyola con el Equipo de Reservas del FBC Melgar que salió Campeón Nacional del Torneo de Promoción y Reserva 2014.
Vuelta Olímpica del Campeón FBC Melgar tras la obtención del Campeonato Descentralizado 2015 (Perú).
