Nitzsche jobba mykje med Neil Young, første gong som produsent og arrangør på Buffalo Springfield sin «Expecting To Fly», som av mange kritikarar vert rekna som ein milepåle i den psykedeliske perioden. I 1968 produserte han Young sitt sjølvtitulerte debutalbum i lag med David Briggs. Sjølv om Young varierte kraftig i stil, heldt han fram å samarbeide med Nitzsche på nokre av hans mest kommersielt suksessrike album, som Harvest. Nitzsche spelte òg elektrisk piano med Crazy Horse i 1970 og produserte debutalbumet deira (utan Young) eitt år seinare.
Sjølv om han hadde stor suksess starta han å lide av depresjonar og problem knytt til narkotikabruk. Etter han kom med skarp kritikk av Young i eit intervju i 1974, der han møtte full, vart forholdet dei to i mellom dårleg og dei samarbeidde berre sporadisk i tida etter. I 1979 vart han arrestert for vald mot kjærasten Carrie Snodgress.