ราชรัฐลักเซมเบิร์กเป็นนครรัฐ มีประวัติความเป็นมาย้อนหลังมากกว่า 1,000 ปี เมื่อปี พ.ศ. 1506 เคานท์ซิเอกฟิลด์แห่งลักเซมเบิร์ก เคานท์แห่งอาร์เดนเนส และผู้ก่อตั้งราชวงศ์ลักเซมเบิร์กสร้างปราสาทในบริเวณเมืองหลวงของลักเซมเบิร์กในปัจจุบัน ซึ่งกลายเป็นจุดยุทธศาสตร์ที่สำคัญในสมัยนั้น เนื่องจากเป็นบริเวณที่มีภูเขาสลับซับซ้อนล้อมรอบหลายชั้น เป็นที่รู้กันทั่วไปในนาม “ยิบรอลตราทางเหนือ” (The Gibraltar of the North) ในช่วงปลายยุคกลางจนถึงศตวรรษที่ 15 ราชวงศ์ลักเซมเบิร์กมีความรุ่งเรืองมาก กษัตริย์หลายพระองค์ในยุโรปสืบเชื้อสายมาจากราชวงศ์นี้ อาทิ จักรพรรดิปกครองเยอรมนี 4 พระองค์ กษัตริย์ปกครองโบฮีเมีย 4 พระองค์ และกษัตริย์ปกครองฮังการี 1 พระองค์ กษัตริย์ที่มีชื่อเสียงของลักเซมเบิร์ก ในยุคนั้น ได้แก่ สมเด็จพระจักรพรรดิไฮนริคที่ 7 แห่งโรมันอันศักดิ์สิทธิ์,พระเจ้าจอห์นแห่งโบฮีเมียและดยุกแวนเซลอสที่ 1 แห่งลักเซมเบิร์ก จากนั้นก็ตกอยู่ภายใต้อำนาจเบอร์กันดีในปีพ.ศ. 2010 เมื่อดัสเชสเอลิซาเบธที่ 2 ผู้อ้างสิทธิในราชบัลลังก์ลักเซมเบิร์กพระองค์สุดท้าย ทรงได้สละสิทธิอันชอบธรรมของพระนางในราชบัลลังก์ พระโอรสของฟิลลิปเดอะกูด ดยุกแห่งเบอร์กันดีคือ ชาร์ลส์เดอะโบลด์ ดยุกแห่งเบอร์กันดีทรงยอมรับพระอิศริยยศนี้โดยรวมเข้ากับพระยศ"ดยุกแห่งเบอร์กันดี" หลังจากนั้นลักเซมเบิร์กประสบความพ่ายแพ้ในสงครามหลายครั้ง และตกอยู่ภายใต้การปกครองของชาติต่าง ๆ เช่น สเปน ฝรั่งเศส ออสเตรีย และรัสเซีย จนกระทั่งสิ้นสุดคริสศตวรรษที่ 19 ในปี พ.ศ. 2358 ลักเซมเบิร์กได้รับอิสรภาพอีกครั้ง โดยการประชุมที่เวียนนา (Congress of Vienna) ได้ยกฐานะของลักเซมเบิร์กจาก Duchy เป็น Grand Duchy และมอบให้เป็นพระราชสมบัติส่วนพระองค์ของกษัตริย์เนเธอร์แลนด์ ให้สิทธิในการปกครองแก่สมเด็จพระราชาธิบดีวิลเล็มที่ 1 แห่งเนเธอร์แลนด์และในปี พ.ศ. 2410 สนธิสัญญาลอนดอน (Treaty of London 1867) ได้รับรองบูรณภาพ แบ่งดินแดน และสิทธิในการปกครองตนเองของลักเซมเบิร์ก

โดยที่ในปี พ.ศ. 2433 ภายหลังการสวรรคตของสมเด็จพระราชาธิบดีวิลเล็มที่ 3 แห่งเนเธอร์แลนด์ เจ้าหญิงวิลเฮลมินา ทรงเป็นรัชทายาทเพียงพระองค์เดียวได้ขึ้นครองราชสมบัติเนเธอร์แลนด์ โดยไม่ผูกมัดตามข้อตกลงของราชสกุล อย่างไรก็ตามราชบัลลังก์ลักเซมเบิร์กได้ผ่านไปถึงเชื้อสายบุรุษของราชวงศ์นัสเซาสายอื่น คือ ดยุกอดอลฟ์ผู้ถูกขับออกจากตำแหน่งดยุกแห่งนัสเซาและเป็นประมุขของสายราชวงศ์นัสเซา-เวลเบิร์ก และแกรนด์ดยุกของลักเซมเบิร์กในสมัยนั้นโดยไม่มีพระราชโอรสสืบทอด ทำให้ราชวงศ์ชั้นผู้ใหญ่ของเนเธอร์แลนด์ตระกูลนัสเซาซึ่งก็คือ แกรนด์ดยุกอดอลฟ์แห่งลักเซมเบิร์กได้ขึ้นครองราชย์แทน ในปีพ.ศ. 2450 แกรนด์ดยุกวิลเล็มที่ 4 แห่งลักเซมเบิร์กผู้เป็นพระโอรสเพียงองค์เดียวของแกรนด์ดยุกอดอลฟีได้รับสิทธิการชอบธรรมแก่พระธิดาองค์โตคือเจ้าหญิงมารี อเดเลด ซึ่งเป็นสิทธิในการสืบราชสมบัติด้วยความบริสุทธิ์แห่งการไร้บุรุษในราชวงศ์ และระบุไว้ในกฎดั้งเดิมราชสกุลนัสเซา พระนางจึงทรงเป็นแกรนด์ดัสเชสพระองค์แรกผู้ปกครองแกรนด์ดัชชีแห่งลักเซมเบิร์กเมื่อพระบิดาเสด็จสวรรคตในปีพ.ศ. 2455 และทรงสละราชสมบัติในปีพ.ศ. 2462 พระขนิษฐาจึงครองราชย์สืบต่อคือแกรนด์ดัชเชสชาร์ล็อต และลักเซมเบิร์กเริ่มต้นมีราชวงศ์ของตนเองในรัชสมัยของแกรนด์ดัชเชสชาร์ล็อตแห่งลักเซมเบิร์ก (Grand Duchess Charlotte) ลักเซมเบิร์กได้พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วทั้งด้านการเมืองและเศรษฐกิจ อย่างไรก็ดี การพัฒนาดังกล่าวได้หยุดชะงักลงเมื่อเยอรมนีได้เข้ายึดครองลักเซมเบิร์กในระหว่างสงครามโลกทั้งสองครั้ง ทั้งๆ ที่ ลักเซมเบิร์กได้ประกาศความเป็นกลาง ต่อมาในปี พ.ศ. 2507 กษัตริย์ของลักเซมเบิร์กคือ แกรนด์ดยุกฌองแห่งลักเซมเบิร์ก (Grand Duke Jean) ได้ขึ้นครองราชย์สืบต่อจากพระราชชนนี คือ แกรนด์ดัชเชสชาร์ล็อต ซึ่งสละราชสมบัติให้แก่พระราชโอรสหลังจากที่ทรงครองราชย์มานานถึง 45 ปี กษัตริย์องค์ปัจจุบันของลักเซมเบิร์กคือ แกรนด์ดยุกอ็องรีที่ 1 แห่งลักเซมเบิร์ก (Grand Duke Henri) ขึ้นครองราชสมบัติเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม ค.ศ. 2543 เป็นกษัตริย์องค์ที่ 6 ของราชวงศ์ นัสเซา-เวลเบิร์ก สืบต่อจากแกรนด์ดยุกฌอง พระราชชนก ซึ่งสละราชสมบัติหลังจากที่ครองราชย์นานถึง 36 ปี ให้แก่พระราชโอรส ภายหลังได้รับการปลดปล่อยโดยกองทัพของฝ่ายสัมพันธมิตรในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ลักเซมเบิร์กได้ยกเลิกนโยบายความเป็นกลางและเข้าร่วมเป็นสมาชิกองค์กรด้านการเมือง เศรษฐกิจและการทหาร เช่น สหภาพยุโรป องค์กรสนธิสัญญาป้องกันแอตแลนติกเหนือ หรือ นาโต้ สหภาพยุโรปตะวันตก (Western European Union-WEU) และ OSCE (Organization for Security and Cooperation in Europe)