早在远古时期，现今卢森堡大公国的土地上就有人居住了，当时这块地盘属于古代高卢地区，其最早的居民是克尔特人。考古学家在今天的卢森堡摩泽尔河下游山谷中发现了许多克尔特人的遗址。研究表明，当时的农业、饲养业等都已经相当发达。公元前1世纪，高卢被罗马恺撒军团所征服，卢森堡随之成为罗马帝国的一部分。在罗马帝国治下，卢森堡地区的农业生活渐趋丰富，除种植粮食和饲养牲畜外，当地居民还学会了栽培葡萄和各种果木；沿着摩泽尔河和苏尔河出现了许多城堡；拉丁语渐渐传入并与当地语言结合，形成了一种新的语言高卢—罗曼语。地理位置的重要使卢森堡地区成为罗马帝国的交通枢纽，3条重要的大道：里昂经卢森堡至特里尔、兰斯经卢森堡至特里尔和兰斯经卢森堡至科隆，使卢森堡成为从莱茵河流域进入巴黎盆地的交通要道，战略地位十分重要，引起日后欧洲列强的觊觎与争夺。公元4世纪，日耳曼人大举入侵高卢，西罗马帝国灭亡。日耳曼人中的法兰克人渐渐统一高卢地区，建立起法兰克王国，卢森堡这块地盘遂转而成为法兰克王国的一部分，直至843年法兰克王国发生分裂。定居在卢森堡地区的法兰克人是里普利安法兰克人，他们为该地区带来了日耳曼语，日后卢森堡境内