Luxemburg va ser un dels països que va participar en el primer Festival de la Cançó d'Eurovisió l'any 1956. Des de llavors fins a 1993 no hi va faltar més que una vegada el 1959. Va guanyar 5 dels 37 festivals en els quals va participar: el 1961, 1965, 1972, 1973 i 1983, encara que va ser superat en el rànquing històric de guanyadors només per Irlanda i Suècia.
Luxemburg a més, juntament amb Espanya, Suïssa, Irlanda i Israel, són els únics països que han guanyat el festival mentre han sigut amfitrions.
Després d'una reestructuració el 1994, la radiodifusora RTL va decidir que el país no hi participaria més. No obstant això, el 2004 tenia intenció de participar-hi a la ronda classificatòria, però no va ser econòmicament possible. Encara que sembli estrany, ja que és dels països més rics d'Europa, cal tenir en compte que seria la petita radiodifusora luxemburguesa qui hauria d'absorbir les despeses de participar en el festival. A més, les autoritats ja no volien recórrer, com passava anteriorment, a cantants estrangers per representar al país i consideraven que, entre els luxemburguesos, no existia la qualitat suficient per participar-hi.
Les ocasions en què un luxemburguès va participar per Luxemburg són comptades, ja que la gran majoria dels artistes que hi van participar eren estrangers, principalment de França, encara que també va haver-hi belgues, canadencs, alemanys, neerlandesos, grecs, nord-americans, britànics i fins i tot les espanyoles Baccara. Alguns dels artistes més coneguts que van ser reclutats pel ducat van ser France Gall, Vicky Leandros, Nana Mouskouri, Jürgen Marcus i Lara Fabian. En tant, els luxemburguesos que han representat el seu país natal al Festival han estat Camillo Felgen (1960 i 1962), Monique Melsen (1971), Sophie Carle (1984), Franck Olivier (1985), Sarah Bray (1991) i Marion Welter (1992).
La majoria de les cançons eren interpretades en francès, excepte el 1960 i el 1992 quan van ser cantades en luxemburguès.
L'any 2006, Tango TV va mostrar interès a participar-hi el 2007. No obstant això, la cadena de televisió es va declarar en fallida i el país no va poder participar-hi. El 12 de maig de 2023, la UER va anunciar a través del canal i les xarxes socials d'Eurovisió que el país tornaria al festival el 2024.[cal citació] Després de la classificació per a la final i un 13è lloc al concurs de Malmö, Suècia, David Gloesener, coordinador d'Eurovisió de RTL a Malmö, va confirmar que Luxemburg participaria en el concurs de 2025 a Suïssa i que ja s'havia començat a treballar. determinar el seu entrant.[1]
En un total de 20 ocasions, Luxemburg ha quedat dins del TOP-10 en una gran final.
