Le pays de Luxembourg doit son nom à sa capitale Lucilinburch, Lützelburg (Luxembourg). Il correspond à une partie de l'ancien domaine des Trévires, compris à l'époque romaine dans la Belgica prima. C'est une principauté constituée dans l'Ardenne à l'époque féodale. L'origine en remonte au comte Siegfried ou Sigefroy, descendant du marquis Eberhard de Frioul qui avait de grands biens en Lotharingie. Il acquit par échange ou achat, de Wiker, abbé de Saint-Maximin de Trèves, le château de Luxembourg. Il laissa en mourant ses Etats à son second fils Frédéric, dont la descendance masculine les conserva jusqu'au milieu du XII^e siècle et s'éteignit en 1136 avec Conrad II. Le comté passa alors par sa tante maternelle Ermesinde, mariée à Godefroi de Namur, à leur fils Henri I^er, dit l'Aveugle, comte de Namur, qui mourut en 1196, ne laissant qu'une fille pour héritière. Cette fille, Ermesinde, épousa d'abord Thibaut, comte de Bar, puis Valéran de Limbourg, marquis d'Arlon, qui devint ainsi comte de Luxembourg. De ce mariage naquit Henri II, surnommé le Grand, qui reçut de l'héritage paternel le comté de Luxembourg (1227) et mourut en 1272. 

C'est le fondateur de la seconde maison de Luxembourg, qui dès sa mort se divisa en deux branches : Henri III, fils aîné de Henri le Grand, revendiqua le Limbourg et périt le 5 juin 1288 dans la bataille de Woringen qui laissa Jean de Bourgogne maître du Limbourg. Henri IV (1288-1313) devint empereur en 1308 sous le nom de Henri VII. En 1310, il transmit le Luxembourg à son fils Jean, roi de Bohème, qui l'agrandit par des achats, mais s'en occupa peu. Il le transmit à son fils Wenceslas, au profit duquel l'empereur Charles IV  l'érigea en duché (1354). Par son mariage avec Jeanne de Brabant, Wenceslas acquit en 1355 les duchés de Brabant et Limbourg, que la maison de Luxembourg reperdit à sa mort (1383). Décédé sans enfants, il eut pour héritier son neveu Wenceslas, empereur et roi de Bohème, mort en 1419; celui-ci engagea le duché à son cousin Josse de Moravie (1388) et ne le libéra qu'en 1410 pour le donner à sa nièce Elisabeth de Goerlitz (1411), laquelle épousa Antoine de Bourgogne, tué à Azincourt (1415) (La Guerre de Cent Ans). 

Le duché de Luxembourg échappa à la maison d'Autriche, héritière de la maison de Luxembourg, à la mort de Sigismond (1437). En effet, la duchesse Elisabeth céda ses droits au duc de Bourgogne, Philippe le Bon (1441), et en 1444 le Luxembourg fut uni aux pays bourguignons. Il suivit alors la destinée des Pays-Bas, passa aux Habsbourg d'Autriche (1477), à l'Espagne (1555). Le traité des Pyrénées consacra un premier démembrement qui donna à la France Thionville et Montmédy avec leurs dépendances. En 1795, après l'annexion de la Belgique à la République française, la plus grande partie du Luxembourg forma le département des Forêts; une parcelle du territoire fut réunie au département de l'Ourthe, une autre au département de Sambre-et-Meuse. 

Le congrès de Vienne donna le Luxembourg (érigé en grand-duché) au roi Guillaume des Pays-Bas, pour le dédommager de la perte de ses domaines allemands (de Nassau); il y joignit le duché de Bouillon que la principauté de Liège avait longtemps possédé et que Louis XIV avait fait attribuer par le traité de Nimègue de 1678 à Maurice de La Tour d'Auvergne. Il stipula que ce grand-duché ferait partie de la Confédération germanique et que la place du Luxembourg serait forteresse fédérale. Quelques villages de l'Est furent cédés à la Prusse. La constitution du royaume de Belgique désagrégea encore une fois le Luxembourg qui s'insurgea, mais ne put chasser les Hollandais de la capitale. Le traité du 16 novembre 1831 dit traité des vingt-quatre articles, ratifié le 19 avril 1839, en détacha les villes de Luxembourg, Diekirch, Wiltz, Vianden, Echternach, Grevenmacher et Remich, qui, avec leurs dépendances, constituent le grand-duché de Luxembourg . La partie wallonne de l'ancien duché demeura à la Belgique et forma la province du Luxembourg. 
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Les armoiries du Grand-Duché du Luxembourg.

Le roi Guillaume II octroya une constitution au grand-duché (12 octobre 1841), réformée le 9 juillet 1848, puis, dans un sens réactionnaire, le 1^er décembre 1856. Le grand-duché resta neutre dans la guerre de 1866. Mais aussitôt après il donna lieu à un grave conflit. Le roi des Pays-Bas avait, par convention du 21 mars 1867, vendu le Luxembourg à Napoléon III. La Prusse qui occupait la forteresse refusa de lui laisser ce simple dédonnnagement, bien que la dissolution de la Confédération germanique lui eût ôté tout droit d'y rester. La guerre faillit éclater. Finalement, le 15 avril, la France renonça au grand-duché moyennant que la Prusse retirerait sa garnison. La Russie proposa une conférence que la Prusse accepta (26 avril) et qui se tint à Londres (7 mai) entre les grandes puissances, la Belgique et la Hollande. Dès le 11 mai, on signa un traité neutralisant le grand-duché sous la garantie collective des puissances. Dans la guerre de 1870, les Luxembourgeois, favorables à la France, furent l'objet des menaces de Bismarck (3 décembre 1870). L'extinction de la descendance masculine des Orange-Nassau en la personne du roi Guillaume III (23 novembre 1890) a eu pour résultat la fin de l'union personnelle du Luxembourg et du royaume des Pays-Bas, attendu que le congrès de Vienne avait maintenu le pacte de famille des Nassau, excluant l'hérédité par les cognats. C'est Adolphe de Nassau qui, le 23 novembre 1890, devint grand-duc de Luxembourg. Son fils aîné, Guillaume IV, lui succèdera à sa mort en 1905. Puis, après l'abandon en 1907 de la loi excluant les femmes du droit de succession jusque là en vigueur, c'est sa fille Marie-Adélaïde qui deviendra grande-duchesse en 1912. 

Luxembourg fut envahi par l'Allemagne au cours des deux Guerres mondiales. Au cours de la première, le pays eut à lutter aussi contre les tentatives de pénétration belges et françaises. Au cours du second conflit mondial, le pays fut soumis à une germanisation forcée par le régime nazi (1941-1944). Ayant pris parti pour les Alliés, la grande-duchesse Charlotte (qui avait succédé en 1919 à sa soeur Marie-Adélaïde, lorsqu'elle avait abdiqué), et son gouvernement s'étaient réfugiés en Angleterre et aux États-Unis. La grande-duchesse Charlotte a abdiqué en 1964 en faveur de son fils Jean, et en 2000, a abdiqué à son tour en faveur de son fils Henri. Depuis 1919, cependant, les souverains du Grand-duché n'ont plus qu'un rôle symbolique. 

Depuis la Seconde Guerre mondiale, le Luxembourg joue un rôle international assez actif. Il est entré en 1948 dans l'union douanière du Bénélux (Belgique, Pays-Bas, Luxembourg) puis a rejoint l'OTAN l'année suivante. Le Grand-duché a pris une part non négligeable dans le processus de construction européenne. En 1957, il est ainsi par la signature du Traité de Rome, l'un des six pays fondateurs de la Communauté économique européenne (CEE). En 1992, il a adopté le Traité de Maastricht, créant l'Union européenne, et en 1999, il est entré dans la zone euro (dont la monnaie a commencé de circuler à partir de janvier 2002). Ajoutons que le Luxembourg accueille plusieurs institutions européennes : la Cour de justice, la Banque européenne d'investissement, etc.