Allerede inden Niels Pallesen var fyldt 25 år, blev han cand.jur. fra Københavns Universitet, hvorefter han i tre år arbejdede i advokatfirmaet Dragsted, Kromann, Nørregaard & Friis, hvor han fik sin advokatbestalling. I 1980 begyndte han i Justitsministeriet, hvor han i 1988 blev budgetchef og i 1990 kontorchef. Ud over arbejdet i ministeriet var han i 1980-83 formiddagsfuldmægtig ved Københavns Politi, i 1983-86 medhjælper hos Statsadvokaten for Sjælland, i 1986-88 dommer ved retten i Tårnby og fra 1988 til 1993 tillige kasseinspektør ved hhv. politimesterembederne og domstolene. I 1993 blev Niels Pallesen politimester hos Rigspolitichefen, hvor han frem til 2010 var ansvarlig for bl.a. byggeri og logistik. Pallesen var ansvarlig for en lang række offentlige byggerier, heriblandt en snes nye politigårde. Politistationerne i Helsingør, Viborg og Roskilde er blandt de projekter, Pallesen gennemførte. Til sammen byggerier for mere end 2 milliarder kroner. Niels Pallesen har også undervist i budgetstyring af offentligt byggeri.Han var blandt de første, som integrerede kunst og arkitektur i statsligt byggeri, hvor han altid loyalt støttede både kunstnere og arkitekter i deres ideer. Siden 2010 har Niels Pallesen været udlånt til Københavns Politi, hvor han med sin juridiske indsigt vurderer og i et vist omfang også fører særlige straffesager. I fritiden dyrker han bl.a. sin passion for god vin. Han er medejer af en vingård i Barolo-distriktet.