500 cm³ W najwyższej kategorii 500 cm³ Brytyjczyk zadebiutował podczas GP Wielkiej Brytanii. W ekipie HB-Suzuki wystartował łącznie w trzech ostatnich rundach sezonu, za każdym razem plasując się w czołowej ósemce. Dzięki temu w klasyfikacji generalnej znalazł się na 10. lokacie.
Sezon 1987 był pierwszym dla Nialla w pełnym wymiarze (nie wziął udział jedynie w GP Jugosławii). Na motocyklu Hondy, już w pierwszej rundzie o GP Japonii sięgnął po pole position (wyścigu jednak nie ukończył). Jedyne podium uzyskał podczas piątej eliminacji o GP Austrii, gdzie zajął trzecią pozycję. We wszystkich wyścigach plasował się w czołowej dziesiątce, kończąc rywalizację na 5. miejscu.
W kolejnym roku startów Mackenzie wystąpiwszy we wszystkich wyścigach, siedmiokrotnie znalazł się w czołowej piątce. Podczas GP USA stanął na najniższym stopniu podium. Zmagania zakończył na 6. pozycji.
W roku 1989 Szkot podpisał kontrakt z zespołem Marlboro-Yamaha. Podczas GP Hiszpanii po raz trzeci w karierze został sklasyfikowany na trzecim miejscu. W wyniku kontuzji poniesionej podczas GP Wielkiej Brytanii, nie był w stanie wziąć udziału w wyścigu w Austrii. Nie wystartował również w GP Narodów. W klasyfikacji generalnej uplasował się na 7.