עם פרוץ מלחמת העולם הראשונה, מחלקה של הארמייה הרביעית של גרמניה כבשה את לוקסמבורג כדי לשמור על מסילות הברזל. לוקסמבורג נשלטה על ידי גרמניה במהלך כל המלחמה, אך הממשלה ומארי אדלייד, הדוכסית הגדולה הורשו להישאר במשרתם לאורך תקופת הכיבוש (שהסתיימה ב-1918), מה שגרר טענות צרפתיות בדבר שיתוף פעולה עם הגרמנים. לוקסמבורג שוחררה על ידי חיילים אמריקניים וצרפתיים. שתי דיוויזיות אמריקניות הוצבו במדינה בשנים שלאחר המלחמה. בוועידת השלום בפריז נדחתה טענתה של בלגיה לבעלות על לוקסמבורג ועצמאותה של המדינה אושררה מחדש.