A mai luxemburgi központot először 963-ban egy oklevél említette Lützelburg néven. A vár évtizedekkel később már grófi rangot kapott, majd pediglen a Luxemburg név az egész territórium neve lett.

A luxemburgi ház felemelkedése a 14. században kezdődött meg, amikor VII. Luxemburgi Henrik felelségül vette a brabanti herceg lányát és megszerezte a német királyi trónt. Miután Henrik fiát, Jánost pedig cseh királlyá koronázták, a luxemburgiak hatalma tovább erősödött.

A luxemburgiak a 14. században jelentős politikai karriert futottak be, hiszen kevesebb, mint száz év leforgása alatt több német-római császár került ki soraikból: Luxemburgi Henrik, IV. Károly, Luxemburgi Zsigmond.

1354-ben Henrik unokája, IV. Károly az ősi birtokot, Luxemburgot hercegi rangra emelte, ami azonban pénzügyi nehézségek miatt többször zálog alá került. 1441-ben az utolsó luxemburgi herceg a területet a gazdag francia Burgund-háznak eladta, viszont államjogilag a hercegség a Német-Római Császárság hűbérese maradt. Néhány évtized elteltével Luxemburg, a burgundi örökséggel együtt - házasság révén - Habsburg Miksára szállt.


Az 1555-ös év egy újabb jelentős fordulatot hozott a hercegség életében. Miksa fia, a spanyol király javára lemondott Luxemburgról, így az Habsburgok spanyol ágának tulajdonába ment át. Innentől kezdetét vette a Luxemburg megtartásáért-megszerzéséért folyó Habsburg-Bourbon rivalizálás.

A napóleoni háborúkat lezáró bécsi kongresszus rendezni próbálta Európa kaotikus területi viszonyait. A nagy rendezések keretén belül létrehozták az orániai holland uralkodóház és a luxemburgi hercegség perszonálunióját.

Luxemburg teljesen függetlenné csak III. Vilmos király halála után vált. Vilmost a trónon lánya, Wilhelmina követte, aki a luxemburgi örökösödési jog alapján nő lévén nem állhatott Luxemburg élére. Így 1890. november 23-án a Holland-Luxemburg perszonálunió megszűnt. A luxemburgiak pedig Adolf von Nassau-t választották nagyherceggé, aki mellékágon az holland orániai házból származott.