Luxemburgo fue uno de los países fundadores del Festival de Eurovisión en 1956. En sus años de participación, solo se ausentó en 1959 y entre 1994 y 2023.
El Gran Ducado de Luxemburgo cuenta con cinco triunfos a lo largo de sus participaciones en la competición, siendo uno de los países más exitosos en la historia del concurso.
En 2024, se produjo el esperado regreso de Luxemburgo 30 años después de su última participación en Millstreet 1993 y como celebración del 40º aniversario de la última victoria del país, con Corinne Hermès y su tema «Si La Vie Est Cadeau».
Entre los grandes nombres de la música que han sido abanderados del país se encuentran Jean-Claude Pascal (1961 y 1981), Nana Mouskouri (1963), France Gall (1965), Vicky Leandros (1965 y 1973), Anne-Marie David (1973), Baccara (1978), Lara Fabian (1988) o Sarah Bray (1991). Muchos de ellos, sin tener la nacionalidad luxemburguesa, siendo esta una gran peculiaridad de algunos de sus representantes.
A lo largo de su trayectoria en el certamen, siempre ha apostado por canciones en francés, salvo en 1960 y 1992 cuando fueron íntegramente en luxemburgués. Además, en 2024, también apostaron por el inglés.
Luxemburgo se ha situado en 20 ocasiones en el Top 10 de la competición. En cambio, ha sido último en tres ediciones (1958, 1960 y 1970).
Por su parte, el país ha sido sede de Eurovisión cuatro veces (1962, 1966, 1973 y 1984), siendo el Villa Louvigny y el Gran Teatro de Luxemburgo los recintos que han albergado la competición.
La última participación del país antes de su retirada fue la del grupo Modern Times con «Donne-Moi Une Chance» en Millstreet 1993, que se tradujo en un 20º lugar con solo 11 puntos. Al año siguiente, una profunda restructuración en el canal luxemburgués llevó a su retirada definitiva.
Finalmente, Luxemburgo regresó al Festival de Eurovisión en 2024 por todo lo alto. TALI con su «Fighter» asumió el gran reto de traer de nuevo al país al concurso europeo. Tras conseguir pasar a la gran final, alcanzó el 13º lugar con 103 puntos.
En 2025, Laura Thorn con «La Poupée Monte Le Son» representó a Luxemburgo en Basilea (Suiza) llevando al país de nuevo a la gran final. Recibió 47 puntos que se tradujeron en un 22º lugar. Concretamente, mantuvo ese 22º lugar en la votación de los jurados nacionales (23 puntos), pero consiguió subir hasta el 19º lugar en el televoto (24 puntos).