Історія дипломатичних відносин України з Люксембургом є відносно короткою та повністю належить до сучасного періоду після відновлення незалежності України.
У 1918-1920 роках, під час визвольної боротьби Української Народної Республіки, окремих дипломатичних контактів із Великим Герцогством Люксембург фактично не існувало. На той час країна перебувала під впливом більш потужних європейських центрів, тому будь-які можливі контакти могли здійснюватися лише опосередковано через дипломатичні місії УНР у Париж або Брюссель.
Сучасний етап розпочався після 1991 року. Люксембург визнав незалежність України 31 грудня 1991 року, а 1 липня 1992 року між державами було встановлено дипломатичні відносини.
Україна не має окремого постійного посольства у Люксембург. Інтереси України в Люксембурзі за сумісництвом представляє Посольство України в Брюссель. Така модель є типовою для невеликих держав і дозволяє ефективно поєднувати двосторонню дипломатію з роботою при європейських інституціях.
Попри відсутність резидентного посольства, співпраця між Україною та Люксембургом активно розвивається у межах Європейського Союзу, НАТО та міжнародних організацій. Люксембург послідовно підтримує Україну у питаннях безпеки, фінансової допомоги та відновлення.
Таким чином, дипломатичні відносини між Україною та Люксембургом реалізуються через посольство за сумісництвом у Брюсселі, що забезпечує стабільну взаємодію між двома державами на європейському рівні.
