Việt Nam và Luxembourg thiết lập quan hệ ngoại giao ngày 15/11/1973.
Tính đến tháng 3/2023, Luxembourg có 64 dự án đầu tư với tổng số vốn là 2,6 tỷ USD, đứng vị trí thứ 3/24 quốc gia thành viên Liên minh châu Âu và đứng thứ 17/139 quốc gia và vùng lãnh thổ đầu tư vào Việt Nam, tập trung vào một số lĩnh vực truyền thông, xây dựng, bất động sản tại Hà Nội, TPHCM, Bà Rịa – Vũng Tàu...
Trao đổi thương mại giữa hai nước còn hạn chế. Năm 2022, tổng trao đổi thương mại song phương đạt 187,1 triệu USD, tăng 69% so với năm 2020.
Nhân chuyến thăm chính thức Luxembourg của Thủ tướng Phạm Minh Chính tháng 12/2022, hai bên đã ký Bản ghi nhớ về hợp tác thúc đẩy, tăng cường và phát triển quan hệ thương mại và đối thoại doanh nghiệp giữa Cục Xúc tiến thương mại Việt Nam (Bộ Công Thương) và Phòng Thương mại Luxembourg.