พระราชวังลุกซ็องบูร์ได้รับการก่อสร้างขึ้นสำหรับสมเด็จพระราชินีมารี เดอ เมดิชิพระบรมราชชนนีในพระเจ้าหลุยส์ที่ 13 แห่งฝรั่งเศสและกัสตง ดยุคแห่งออร์เลอ็อง (Gaston, Duke of Orleans) ในบริเวณใกล้กับบริเวณที่เดิมเป็นออแตลปาร์ตีกูว์ลีเย (hôtel particulier) ที่เป็นของฟร็องซัว-อ็องรี เดอ มงมอร็องซี ดุ๊กเดอลุกซ็องบูร์ (François-Henri de Montmorency, duc de Luxembourg) ซึ่งเป็นที่มาของชื่อพระราชวัง พระราชินีนาถมารีมีพระประสงค์ที่จะสร้างพระราชวังใหม่ที่ละม้ายวังพิตติในเมืองฟลอเรนซ์ที่เป็นเมืองประสูติของพระองค์ สถาปนิกเอกซาลอมง เดอ บร็อส[1] จึงส่งสถาปนิกเกลม็อง เมเตโซ (Clément Metézeau‎) ไปยังฟลอเรนซ์เพื่อไปนำภาพวาดผังกลับมา[2][3][4][5] พระราชินีนาถมารีทรงทรงซื้อโครงสร้างและสิ่งก่อสร้างที่ค่อนข้างใหญ่โตในปี ค.ศ. 1612 และมีพระราชโองการให้ก่อสร้างสิ่งก่อสร้างใหม่ขึ้นแทนที่ที่ทรงเรียกว่า “วังเมดิชิ” (Palais Médicis)[6] ในปี ค.ศ. 1615

การก่อสร้างพระราชวังและการตกแต่งเป็นพระราชกรณียกิจอันสำคัญทางศิลปะของพระองค์ แต่ในปัจจุบันสิ่งที่ตกแต่งภายในสำหรับพระองค์ไม่มีหลงเหลืออยู่แล้ว นอกไปจากบางส่วนที่ก่อสร้างขึ้นใหม่ใน Salle du Livre d'Or.[7] ภาพชุดพระราชินีมารี เดอ เมดิชิที่ทรงจ้างให้ปีเตอร์ พอล รูเบนส์และภาพเขียนอื่น ๆ ก็กระจัดกระจายไปเป็นของพิพิธภัณฑ์ต่าง ๆ