Relatiile diplomatice intre Republica Moldova si Marele Ducat de Luxemburg au fost stabilite la 16 iunie 1992. In anul 1995 a fost acreditat primul ambasador al Republicii Moldova in Luxemburg.
Dialogul politic intre ambele tari a fost dezvoltat prin vizite reciproce la difere niveluri, care au contribuit la dinamizarea cooperarii bilaterale.
In anul 2008, Marele Ducat de Luxemburg a abolit regimul de vize pentru titularii pasapoartelor de serviciu ai Republicii Moldova.
La 1 iunie 2009, Marele Ducat de Luxemburg a aderat la Centrul Comun de Eliberare a Vizelor de la Chisinau (CCEV), unde cetatenii Republicii Moldova pot obtine vize de scurt sejur pentru a se deplasa in aceasta tara.