Powstało w 1354 z przekształcenia Hrabstwa Luksemburga w księstwo po przyjęciu przez hrabiego Wacława I Luksemburskiego tytułu księcia. Początkowo pozostawało we władaniu książąt z rodzimej dynastii Luksemburgów, w kolejnych stuleciach znajdowało się pod panowaniem obcych dworów. W 1444 przeszło pod panowanie francuskiej dynastii burgundzkiej i weszło w skład tzw. Niderlandów Burgundzkich. Od 1477 we władaniu Habsburgów, od 1556 w rękach hiszpańskiej linii rodu, jako część Niderlandów Hiszpańskich. W okresie rządów hiszpańskich, na mocy pokoju pirenejskiego, kończącego wojnę francusko-hiszpańską, od Luksemburga odłączono południowe ziemie (łącznie ok. 1,060 km²) z miastami Thionville, Damvillers, Marville i Montmédy i włączono do Francji (tzw. I rozbiór Luksemburga). Wskutek wojny o sukcesję hiszpańską w 1714 przeszło do Austrii, współtworząc z dużą częścią dzisiejszej Belgii Niderlandy Austriackie. Zarazem przez cały okres istnienia pozostawało częścią Świętego Cesarstwa Rzymskiego.