La casa feudale fondata da Sigfrido I di Bigdau nel 963 diventa contea nel secolo undicesimo e ducato nel 1354.
Nel 1451 il ducato di Lussemburgo viene unito al ducato di Borgogna.
In seguito al matrimonio tra Maria di Borgogna e Massimiliano,
il ducato passa agli Asburgo, quindi a Carlo V e nel 1555 a Filippo Ii,
re di Spagna.
Nel 1713, dopo la guerra di successione spagnola e la pace di Utrecht, il ducato passa sotto la sovranità austriaca.
Durante la rivoluzione francese e l'età napoleonica è annesso alla Francia.
Nel 1815 diventa Gran Ducato, viene assegnato a Guglielmo I dei Paesi Bassi e incluso nella confederazione germanica.
Nel 1830 viene unito al Belgio, ma nel 1839 rientra come Gran Ducato nella confederazione.
Nel 1841 ottiene la costituzione e nel 1867 la neutralità.
Venne occupato dai Tedeschi nelle due guerre mondiali.