La città di Lussemburgo si trova nella porzione meridionale dell'altopiano del Lussemburgo, una vasta formazione di arenaria risalente al Giurassico inferiore che costituisce il cuore del Gutland, una zona pianeggiante e bassa che copre i due terzi meridionali del paese.
Il centro città sorge su un promontorio circondato da ripidi dirupi che scendono nelle strette valli dei fiumi Alzette e Pétrusse, la cui confluenza si trova nella città di Lussemburgo. Queste gole, profonde 70 metri, sono attraversate da molti ponti e viadotti, tra cui ilPonte Adolfo, ilPonte Granduchessa Carlotta e la Passerella.
Durante la dominazione romana, presso l'incrocio di due strade, si ergeva un torrione fortificato, che nel Medioevo apparteneva all'abbazia di San Massimino diTreviri. La fortificazione (castellum) venne chiamata in periodo medioevaleLucilinburhuc (= piccolo castello), da cui ebbe origine, attraverso la forma intermedia Lützelburg, il nome di Lussemburgo, mentre lo sperone roccioso che si innalzava nelle immediate vicinanze (Rupe di Bock) non ne accresceva l'importanza militare.
Nel 963 ilcastellum passò al conteSigfrido, che lo trasformò nel suo castello. Sigfrido, detto in seguito di Lussemburgo, è considerato il fondatore della città. Subito dopo venne costruita la nuova cinta muraria e la chiesa di San Nicola, oraCattedrale. Nel 1340, sotto il regno diGiovanni di Lussemburgo venne realizzata l'ultima cerchia di mura (poi demolita nel 1867). Nel 1447 Lussemburgo fu conquistata daiborgognoni diFilippo III, più tardi entrò a far parte prima dell'Impero spagnolo, poi di quelloaustriaco.
Sotto la dominazione asburgica le suefortificazioni vennero ulteriormente rafforzate, facendo così di Lussemburgo una delle più solide roccaforti d'Europa. Furono inoltre costruitecasematte e una ventina di chilometri di gallerie sotterranee. Nei primi anni delXIV secolo il conte Enrico di Lussemburgo divenne l'imperatoreEnrico VII e per quasi 150 anni l'impero rimase nelle mani dellacasata di Lussemburgo.
Durante leguerre rivoluzionarie francesi Lussemburgo fu presa due volte dai francesi, la seconda volta dopo sette mesi d'assedio. La durata dell'assedio fece molto scalpore inFrancia e l'ingegnereLazare Carnot definì Lussemburgola più imprendibile delle roccaforti del mondo dopoGibilterra. Con la resa della guarnigione austriaca, Lussemburgo venne annessa alla Francia, all'interno del dipartimento delle Forets. Dopo il 1815 la città ospitò una guarnigione prussiana, sostituita da una olandese una volta ratificato l'ingresso del Lussemburgo nelRegno Unito dei Paesi Bassi. Dopo lacrisi lussemburghese, venne stabilita dal trattato diLondra del 1867 la demolizione delle possenti mura cittadine (24 km), demolizione che durò sedici anni e costò un milione e mezzo di franchi d'oro.
Dopo la morte diGuglielmo III e l'indipendenza lussemburghese daiPaesi Bassi con l'ascesa al trono diAdolfo, Lussemburgo divenne la capitale di uno Stato indipendente a tutti gli effetti. NelXX secolo, con l'allargarsi della città sono stati edificati più di cinquanta ponti, alcuni dei quali veri e propri modelli di ingegneria, come ilponte Adolphe, con l'arcata in pietra a volta più ampia del mondo, che scavalcano i fiumi Alzette e Pétrusse. Nonostante la neutralità, venne occupata dalle truppe dell'Impero tedesco il 2 agosto 1914, il 30 dello stesso mese divenne sede del comando tedesco sul fronte occidentale. Nel 1921 i confini cittadini vennero ampliati con l'annessione delle borgate diEich,Hamm,Hollerich eRollingergrund.
È in corso la costruzione di un polo giudiziario. Il plateau du Kirchberg è dalla fine deglianni ottanta in piena espansione. Oggi, l'Edificio Alcide De Gasperi (detto Bâtiment Tour), le torri A et B – situate al Kirchberg – definiscono, con le fortificazioni, la chiesa Saint-Michel e lacattedrale Notre-Dame, lo "skyline" della città di Lussemburgo.
Vista la posizione a strapiombo sulla sottostante vallata, la città è contornata da alcuni belvedere dai quali si ha una visione sui fiumi sottostanti e sulla sponda opposta nonché sulla città bassa. Un grande spazio verde, nel centro della città, è costituito dal Parco Municipale che ospita molti alberi d'alto fusto.
Il sindaco della città di Lussemburgo è Lydie Polfer (DP), dal 2013. I sindaci precedenti degli ultimi anni sono stati Xavier Bettel (2011-2013) e Paul Helminger (1999-2011), tutti del medesimo partito. La stessa Lydie Polfer era già stata sindaco della città prima di Paul Helminger, dal 1982 al 1999.
Quando si contempla dal fondo della vallata del fiumeAlzette o dalle case del Grund, la parte "vecchia" della città di Lussemburgo s'impone ancora oggi per le muraglie che fecero di lei nella storia un'importante cittadella. Al giorno d'oggi, come abbiamo visto sede di numerose istituzioni dell'Unione europea, la capitale del piccolo granducato si estende e costruisce la sua prosperità economica grazie anche agli istituti finanziari, alle banche di primo piano e alle multinazionali di alto livello che crescono in modo esponenziale a Lussemburgo.
Lussemburgo, capitale europea della cultura per l'anno 2007, è una delle quattro città che conSaarbrücken,Metz eTreviri costituiscono il QuattroPole, una rete transfrontaliera che permette la cooperazione urbana fra queste quattro città.
È infine importante ricordare il ruolo determinante dei frontalieri: la popolazione della città raddoppia quotidianamente. Si stima che tra i 100 000 e i 120 000 pendolari vengano in Lussemburgo a lavorare ogni giorno, per poi rientrare la sera. Questo spiega la saturazione delle vie di comunicazione (in particolare autostrade) durante le ore di punta.
Dal 10 dicembre 2017 la città dispone di una modernatranvia in progressiva estensione. Dal 1º marzo 2020 il servizio è gratuito.
IlLussemburgo dispone di una rete ferroviaria molto sviluppata, grazie alla presenza dell'industria siderurgica durante la prima metà del XX secolo. Questo sviluppo molto spinto della rete ferroviaria testimonia anche la necessità di permettere ai pendolari di raggiungere Lussemburgo la mattina e di lasciarla la sera.
Lussemburgo è servita dal 10 giugno 2007 dalTGV Est. Ciò permette di percorrere i circa400 km che separano Lussemburgo daParigi in 2 ore e 5 minuti alla velocità di320 km/h.