さらにフィリップの息子シャルル（カール5世）はこれらを受け継いだ上で1520年、神聖ローマ皇帝に選出されるが、ルクセンブルクは広大なハプスブルク領の一翼を担っていた。シャルルが神聖ローマ皇帝に即位した後の1542年、以前より対立していたフランスがルクセンブルクへ攻撃を仕掛けたが、これは撃退した。しかし翌1543年、再度フランス軍が攻撃を仕掛けた際にルクセンブルクは持ちこたえられず、フランス王フランソワ1世が入城する事態に至った。カール5世は1544年にはルクセンブルクの奪取に成功した。これらの戦いが発生したことから、ルクセンブルクはハプスブルク家におけるネーデルラント防衛の最前線と化し、フランス王国（ヴァロワ朝、ブルボン朝）の進出に備えて要塞化された。カール5世は1556年に退位するが、その際に広大な領土を二分割、ルクセンブルクを含むネーデルラント17州とスペインは息子フェリペ2世に受け継がれた。そして、それまでの各統治者らは、ルクセンブルクを含むネーデルラントが諸公国の集合体であったことからその権利と習慣を尊重してきたが、フェリペ2世はネーデルラントの統治において伝統や自治を無視し、中央集権化を図って絶対主義を押し付けた。しかし、カルヴァン主義の影響を受けていたネーデルラントにおいて八十年戦争が勃発、北部の諸州は後に独立を勝ち取り、ネーデルラント連邦共和国（オランダ）を形成することとなる。一方、カトリックの影響を受けていたルクセンブルクを含む南部の諸州はスペインにとどまり、「スペイン領ネーデルラント（南ネーデルラント）」を形成した。1598年、フェリペ2世は娘のイサベルとその婿アルブレヒト大公に南ネーデルラントを譲り、アルブレヒトは南ネーデルラント総督となった。アルブレヒトとイサベルの死後、南ネーデルラントは再びスペイン・ハプスブルク家の元へ戻り、南ネーデルラントでの国家形成のチャンスは消滅した。
フィリップ善良公の息子シャルルはブルゴーニュおよびネーデルラントの諸公国の合体をもくろみ、ロレーヌ、リエージュ両公国を併合しようとした。リエージュにおいては保護権を手中に収めたが、ロレーヌでは蜂起が発生し、この鎮圧に向かったシャルルは1477年にナンシーの戦いで戦死した。一人娘マリーが相続人となり、ハプスブルク家のマクシミリアンと結婚して共同でブルゴーニュ公を継承した。さらにマリーが早逝したことにより、ブルゴーニュ公位は2人の息子フィリップ美公が受け継いだが、フィリップは後にアラゴン、カスティーリャ両王国を結婚により継承した。
ヴェンツェル2世は2度しかルクセンブルクを訪れておらず、さらに1388年、資金を必要としていた彼は従兄のモラヴィア辺境伯ジョス（ヨープスト）へ抵当としてルクセンブルク公国を譲った
そのため、1388年から1461年までをルクセンブルクでは「抵当物件時代」と呼ぶ
1388年、抵当とされたルクセンブルク領は転売の連続であった
ジョス、オルレアン公ルイ、ブラバント公アントワーヌ、アントワーヌの妻で一族のエリーザベト・フォン・ゲルリッツへとそれぞれ転売され、最終的に1441年ヘズディン協定により、ブルゴーニュのフィリップ善良公の手に渡った
フィリップにとってルクセンブルクは各地に散らばる領土を接続する重要な土地であり、これらの領土を纏め上げ勢力を拡大してフランス、ドイツの間で新勢力を形成しようとしていた
しかし、ルクセンブルク自体の所有主権者であるエリーザベトの夫アルブレヒトが死去したことにより、アルブレヒト2世の婿でザクセン選帝侯家のテューリンゲン方伯ヴィルヘルム3世が、アルブレヒト2世の死後に生まれたラディスラウスが主権者であると主張し、国内はザクセン派、ブルゴーニュ派に分かれて争うこととなった
首都ルクセンブルク市はザクセン派に就いたが、1443年に善良公はルクセンブルクを占領した
しかし形式上、ヴィルヘルムがその権利を放棄した1461年まで、善良公がルクセンブルク公爵と認められることはなかった
一旦途絶えたルクセンブルク家は、アンリ5世の時代に次男ヴァレランがリニー（ムース）の領地を受け継ぎ、分家のリュクサンブール＝リニー家を立てており、これは名称を変えつつも長く受け継がれることとなる

現在のルクセンブルク大公国は狭い国土ながらも主権を確保した独立国であるが、古来よりドイツ語圏とフランス語圏の境界、あるいは両属する地域として存在してきた。そのためフランス語とドイツ語が主な母語であったが、1984年に初めてルクセンブルク語が公用語に格上げされた。さらに、ルクセンブルクは多言語を操ることができる人々が多い上、人口の30%が外国人である。しかしこの多様性の中、ルクセンブルクはアイデンティティの確保に成功しており、その結果現在も独立国として存在している。このことは、1992年にマーストリヒト条約を調印したにもかかわらず、それに対して国民らが懸念を表したことからも明らかである。初期の歴史においては現在のルクセンブルク領だけではなく、関連する他のヨーロッパ諸国についても断片的ではあるが記述する。全般については各項目を参照されたい。
1981年1月8日、フランスのプロヴァンス地方にて、自宅の庭で日曜大工をしていたレナート・ニコライが、爆音とともに急降下してくる鉛色の物体を目撃した。物体の大きさは2.5mで、スープ皿が上下に重なったような形をしており、光に包まれていた。1分をしないうちに物体は急速度で飛び去って行った。物体の下部にはドアが付いているようだった。地面には2mの円形の着陸痕が残っており、UFOという言葉を知らなかったニコライは憲兵に通報した。憲兵による現場の調査結果はニコライの目撃証言とほぼ一致した。ニコライの証言によれば、飛行物体は驚くほど正確な操縦技術で操作されていた。ニコライ家の近隣には軍事基地があったが、時間帯や着陸場所から考えてもヘリコプターや飛行機ではなく物体は全く無音で飛行したため、エンジンで動く機体でもなかった。フランス国立宇宙研究センターのUFO調査部署であるGEPANは、現場から採取した土や植物のサンプルを解析した。その結果、着陸痕の地面は衝撃で摂氏600度まで上昇し、微量の鉄や亜鉛などが検出された。現場で採取されたウマゴヤシは、電磁気的な影響により損傷を受けていたため、飛行物体が電磁気で飛行していたという仮説が立てられた。物体の質量は推定500〜700kgであった。懐疑的な研究者はUFOの着陸痕が完全な円形ではなく、車のタイヤに似ていること、当時の発見場所には車の往来があったこと、GEPANが現場に到着し調査を行うまでには時間の空白があったので、人為的な影響を及ぼすことが可能であった事などを指摘している。そこで1988年には調査が再開された。再度による土壌分析では植物に影響を及ぼしうる(粉末状のセメントなどの)物質は見つからなかった。「これらの分析から重大な物理現象が実際に起き、植物への説明できない影響、地面を擦った後、熱衝撃をもたらしたという結論が得られた」と分析者は述べている。